К.т.н. Попов Д.М.

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Роторный распылительный дезодоратор

Молоко и молочные продукты должны соответствовать требованиям и нормам стандартов по своим органолептическим показателям: внешний вид, цвет, запах, вкус и аромат. При этом значимость оценочных показателей запаха, вкуса и аромата преобладает в общей оценке органолептических свойств молочных продуктов, т.к. они в основном определяют спрос потребителей.

Наиболее частыми причинами ухудшения органолептических показателей молока являются несоблюдение условий содержания и кормления коров, особенно в осенне-зимний и весенний периоды. Количество такого молока может составлять до 70% количества, принимаемого заводами в эти периоды [1].

Среди дефектов сырого молока, влияющих на качество молочных продуктов, наиболее распространенными являются пороки кормового происхождения, интенсивность которых зависит от вида и количества корма, концентрации вкусовых и ароматических веществ в нем и от времени, прошедшего с момента кормления до начала доения коров. Вкусовые и ароматические вещества (эфиры, спирты, альдегиды, кетоны и др.), поступающие с кормом, без изменений попадают в молоко. Обычно кормовой запах и вкус при хранении молока усиливаются и по этому признаку его отличают от других пороков.

Для удаления постороннего запаха и вкуса применяются дезодораторы, в которых создаются условия для кипения жидкости в вакууме при относительно низкой температуре.

В качестве дезодораторов используются вертикальные камеры, поверхность контакта фаз в которых обычно создается струями и каплями. Основной недостаток известных аппаратов – низкая удельная производительность, оцениваемая отношением поверхности контакта фаз к единице объема аппарата. Устранить данный недостаток позволит использование роторного распылительного дезодоратора (РРД), отличающегося высокой интенсивностью тепломассообменных процессов. Поверхность контакта фаз в РРД создается на двух стадиях – распыливание жидкости в виде струй и капель вращающимся перфорированным цилиндром и ударное взаимодействие первичных капель с пленкой жидкости на поверхности пластинок пристенного каплеотбойника и стенке корпуса. Количество переданного вещества на второй стадии составляет 50 … 70% от общего количества [2].

Контактный элемент РРД показан на рис. 1. Основными конструктивными элементами дезодоратора являются распылитель – 1, пристенный каплеотбойник – 4 и сливная тарелка – 9. С помощью этих трех элементов и создается многократная циркуляция и диспергирование жидкости. Распылитель 1 состоит из диспергирующего устройства 2 и заборного устройства 3. Задача заборного устройства – подача жидкости с тарелки 9 в диспергирующее устройство 2. Пристенный каплеотбойник 4 представляет собой набор вертикально установленных металлических пластин и предназначен для снижения брызгоуноса [2]. Заборные лопатки 5 размещены между двумя коаксиальными цилиндрами, последние в совокупности с лопатками 5 и представляют собой заборное устройство 3. Переточная труба 6 предназначена для стекания избытка жидкости с тарелки 9. Распылитель 1 размещен на валу 7 и с его помощью приводится во вращательное движение.

Труба 8 предназначена для перетекания жидкости из периферийной части тарелки в центральную – питающую. Контактные элементы размещены вертикально в корпусе 10. Направляющие лопатки 11 обеспечивают закручивание парового потока.

Рис. 1. Схема контактного элемента роторного распылительного дезодоратора

Контактный элемент работает следующим образом. Жидкость, находящаяся на тарелке 9, захватывается заборным устройством 3 распылителя 1 и подается в диспергирующее устройство 2, откуда диспергируется в свободное пространство. Достигнув пластинок пристенного каплеотбойника, капли жидкости касательно ударяются о них и скользят по ним и по корпусу 10. Затем жидкость собирается в периферийную часть тарелки 9, откуда по трубам 8 перетекает в центральную (питающую) часть тарелки 9. Далее жидкость вновь подается заборным устройством 3 на диспергирование, а избыток ее в количестве равном количеству свежепоступивщей на контактный элемент по переточной трубе 6 сливается непосредственно в распылитель нижерасположенного контактного элемента.

Отличительная особенность РРД – многократная циркуляция жидкости, которая сопровождается многократным диспергированием и ударами капель о пленку жидкости. Это позволит достичь требуемой эффективности процесса, а путем подбора соответствующей кратности циркуляции можно регулировать время дезодорации в широких пределах.

Целью выполненных экспериментальных исследований является изучение эффективности дезодорации молока в РРД.

В исследованиях использовалось молоко коровье пастеризованное. Для воспроизведения пороков запаха и вкуса использовался дистилляционный метод. Сено люцерны помещалось в колбу с водой. В пробку колбы вставлена стеклянная трубка, к которой присоединен резиновый шланг. Свободный конец шланга опускался в сосуд с молоком. При нагревании суспензии корма в воде летучие компоненты с водяным паром перегонялись в молоко.

Дезодорация молока осуществлялась на экспериментальной установке, главным элементом которой является РРД.

Предварительно нагретое до 65…75ºС исходное молоко подается в РРД, где кипит за счет температурного перепада, обусловленного величиной вакуума в аппарате. Образующиеся в процессе кипения пары направляются в конденсатор. Дезодорированное молоко поступает в приемник готового продукта. Приемник готового продукта снабжен охлаждающей рубашкой для предотвращения вскипания молока.

По окончании эксперимента проводили органолептическую оценку дезодорированного молока и определяли: титруемую кислотность, согласно ГОСТ 3624-92; массовую долю жира, согласно ГОСТ 5867-90; массовую долю сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), согласно ГОСТ 3626-73.

Подготовка и проведение оценки запаха и вкуса проводились согласно ГОСТ 26809-86, стандартам ГОСТ Р ИСО 8589-2005, ИСО 11037.

Молоко с воспроизведенными пороками запаха и вкуса имело следующие свойства: кислотность – 19,5ºT; жира – 2,5%; СОМО – 7,7%; средняя оценка запаха и вкуса – 2,6 балла.

Дезодорация в РРД позволяет снизить его кислотность на 1,5ºТ. Повысить оценку молока на 1…2 балла.

Количество испаренной влаги зависит от разности температур молока, подаваемого и отводимого из РРД. В среднем температурному перепаду в 3,6ºC соответствует 1% испаряемой влаги. С увеличением температурного перепада балльная оценка молока повышается. Также с увеличением вакуума происходит повышение оценки молока. Но при вакууме 16 кПа молоко приобретает пустой вкус и оценка снижается.

Литература:

1. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. Справочник. - М.: Колос, 2000. - 280 с.

2. Сорокопуд А.Ф. Разработка и совершенствование роторных распылительных аппаратов с целью интенсификации процессов в гетерогенных газожидкостных системах. Дисс. ... докт. техн. наук. Кемерово. КемТИПП. 1998. – 289 с.