Linea latte in polvere. Attrezzature per la produzione di latte in polvere

L'essiccazione a spruzzo si è rivelata la tecnologia più idonea per rimuovere l'acqua residua dal prodotto sverniciato, in quanto consente di trasformare il concentrato di latte in polvere, pur conservando le preziose proprietà del latte.

Il principio di funzionamento di tutti gli essiccatori a spruzzo consiste nel trasformare il concentrato in goccioline fini, che vengono immesse in un flusso rapido di aria calda. A causa dell'ampia superficie delle goccioline (1 litro di concentrato viene spruzzato su 1,5 × 10 10 gocce del diametro di 50 μm con una superficie totale di 120 m 2 ) l'evaporazione dell'acqua avviene quasi istantaneamente e
le goccioline si trasformano in particelle di polvere.

Essiccazione in un'unica fase

L'essiccazione a stadio singolo è un processo di essiccazione a spruzzo in cui il prodotto viene essiccato fino all'umidità residua finale nella camera dell'essiccatore a spruzzo, vedere figura 1. La teoria della formazione di goccioline e dell'evaporazione nel primo periodo di essiccazione è la stessa per entrambi gli e l'essiccazione a due stadi ed è descritta qui.

La velocità iniziale delle gocce che cadono dall'atomizzatore rotante è di circa 150 m/s. Il processo di asciugatura principale avviene mentre la goccia viene rallentata dall'attrito dell'aria. Le gocce con un diametro di 100 µm hanno un percorso di ristagno di 1 m, mentre le gocce con un diametro di 10 µm hanno solo pochi centimetri. Durante questo periodo si verifica la principale diminuzione della temperatura dell'aria di essiccazione, causata dall'evaporazione dell'acqua dal concentrato.

Si verifica un enorme trasferimento di calore e massa tra le particelle e l'aria circostantein brevissimo tempo, quindi la qualità del prodotto può risentirne notevolmente se non vengono presi in considerazione quei fattori che contribuiscono al deterioramento del prodotto.

Quando l'acqua viene rimossa dalle goccioline, si verifica una significativa diminuzione della massa, del volume e del diametro della particella. In condizioni di essiccazione ideali, la massa di una goccia da un atomizzatore rotante
è ridotto di circa il 50%, il volume del 40% e il diametro del 75%. (Vedi Figura 2).

Tuttavia, la tecnica ideale per creare goccioline ed essiccare non è stata ancora sviluppata. Un po' d'aria è sempre inclusa nel concentrato mentre viene pompata fuori dall'evaporatore e soprattutto quando il concentrato viene immesso nel serbatoio di alimentazione a causa degli spruzzi.

Ma anche quando si spruzza il concentrato con un atomizzatore rotante, nel prodotto viene inclusa molta aria, poiché il disco dell'atomizzatore funge da ventola e aspira l'aria. L'incorporazione di aria nel concentrato può essere contrastata utilizzando dischi appositamente progettati. Su un disco a pale curve (il cosiddetto disco ad alta densità apparente), vedi figura 3, l'aria è parzialmente separata dal concentrato sotto l'azione della stessa forza centrifuga, e in un disco lavato con vapore, vedi figura 4 , il problema è parzialmente risolto dal fatto che invece di un contatto liquido-aria, qui c'è un contatto liquido-vapore. Si ritiene che durante la spruzzatura con ugelli, l'aria non sia inclusa nel concentrato o sia inclusa in misura molto ridotta. Tuttavia, si è scoperto che un po' d'aria è inclusa nel concentrato in una fase iniziale della spruzzatura all'esterno e all'interno del cono di nebulizzazione a causa dell'attrito del liquido sull'aria anche prima della formazione delle goccioline. Maggiore è la portata dell'ugello (kg/h), più aria entra nel concentrato.

La capacità del concentrato di incorporare aria (cioè la capacità di schiumatura) dipende dalla sua composizione, dalla temperatura e dal contenuto di sostanza secca. Si è scoperto che il concentrato a basso contenuto di solidi ha una notevole capacità schiumogena, che aumenta con la temperatura. Il concentrato ad alto contenuto di solidi forma molta meno schiuma, il che è particolarmente pronunciato con l'aumentare della temperatura, vedere la Figura 5. In generale, il concentrato di latte intero produce meno schiuma del concentrato di latte scremato.

Pertanto, il contenuto d'aria nelle goccioline (sotto forma di bolle microscopiche) determina in gran parte la diminuzione del volume della goccia durante l'asciugatura. Un altro fattore ancora più importante è la temperatura ambiente. Come già notato, tra l'aria di essiccazione e la goccia si verifica un intenso scambio di calore e vapore acqueo.

Pertanto, attorno alla particella si crea un gradiente di temperatura e concentrazione, in modo che l'intero processo diventi complicato e non del tutto chiaro. Gocce di acqua pura (attività dell'acqua 100%), a contatto con aria ad alta temperatura, evaporano, mantenendo la temperatura del bulbo umido fino alla fine dell'evaporazione. I prodotti contenenti sostanza secca, invece, al limite dell'essiccamento (cioè quando l'attività dell'acqua si avvicina allo zero), vengono riscaldati verso la fine dell'essiccamento a temperatura ambiente, che nel caso di un atomizzatore significa l'aria in uscita temperatura. (Vedi Figura 6).

Pertanto, il gradiente di concentrazione esiste non solo dal centro alla superficie, ma anche tra i punti della superficie, di conseguenza, diverse parti della superficie hanno temperature diverse. Il gradiente complessivo è tanto maggiore quanto maggiore è il diametro delle particelle, in quanto ciò significa una minore superficie relativa. Pertanto, le particelle fini si asciugano di più
uniformemente.

Durante l'essiccazione, il contenuto di solidi aumenta naturalmente a causa della rimozione dell'acqua e aumentano sia la viscosità che la tensione superficiale. Ciò significa che il coefficiente di diffusione, cioè il tempo e la zona di trasferimento di diffusione di acqua e vapore si riducono e, a causa del rallentamento della velocità di evaporazione, si verifica il surriscaldamento. In casi estremi si verifica il cosiddetto indurimento superficiale, vale a dire la formazione di una crosta dura sulla superficie attraverso la quale si diffondono acqua e vapore o aria assorbita
Così lenta. Nel caso di indurimento superficiale, l'umidità residua della particella è del 10-30%, in questa fase le proteine, in particolare la caseina, sono molto sensibili al calore e si denaturano facilmente, risultando in una polvere poco solubile. Inoltre, il lattosio amorfo diventa duro e quasi impermeabile al vapore acqueo, cosicché la temperatura della particella aumenta ancora di più quando la velocità di evaporazione, cioè coefficiente di diffusione tende a zero.

Poiché il vapore acqueo e le bolle d'aria rimangono all'interno delle particelle, si surriscaldano e, se la temperatura dell'aria ambiente è sufficientemente elevata, il vapore e l'aria si espandono. La pressione nella particella aumenta e si gonfia in una palla con una superficie liscia, vedi Figura 7. Tale particella contiene molti vacuoli, vedi Figura 8. Se la temperatura ambiente è abbastanza alta, la particella può anche esplodere, ma se ciò non avviene non accadrà, la particella ha ancora una crosta molto sottile, circa 1 µm, e non resisterà alla manipolazione meccanica in un ciclone o in un sistema di trasporto, quindi lascerà l'essiccatore con l'aria di scarico. (Vedi Figura 9).

Se ci sono poche bolle d'aria nella particella, l'espansione, anche se surriscaldata, non sarà troppo forte. Tuttavia, il surriscaldamento dovuto all'indurimento superficiale deteriora la qualità della caseina, riducendo la solubilità della polvere.

Se la temperatura ambiente, ad es. Se la temperatura all'uscita dell'essiccatore viene mantenuta bassa, anche la temperatura della particella sarà bassa.

La temperatura di mandata è determinata da molti fattori, i principali sono:

• contenuto di umidità della polvere finita
• temperatura e umidità dell'aria di asciugatura
• contenuto di solidi nel concentrato
• spruzzatura
• viscosità del concentrato

Contenuto di umidità della polvere finita

Il primo e più importante fattore è il contenuto di umidità della polvere finita. Più bassa deve essere l'umidità residua, minore è l'umidità relativa dell'aria in uscita richiesta, il che significa una temperatura dell'aria e delle particelle più elevata.

Temperatura e umidità dell'aria di asciugatura

Il contenuto di umidità della polvere è direttamente correlato al contenuto di umidità dell'aria che lascia la camera e l'aumento dell'alimentazione d'aria alla camera comporterà un aumento leggermente maggiore del flusso d'aria in uscita, poiché nell'aria sarà presente più umidità a causa dell'aumento dell'evaporazione. Anche il contenuto di umidità dell'aria di asciugatura gioca un ruolo importante e, se è elevato, la temperatura dell'aria in uscita deve essere aumentata per compensare l'umidità aggiunta.

Contenuto di sostanza secca nel concentrato

L'aumento del contenuto di solidi richiederà una temperatura di uscita più elevata l'evaporazione è più lenta (il coefficiente di diffusione medio è inferiore) e richiede una maggiore differenza di temperatura (forza motrice) tra la particella e l'aria circostante.

spruzzatura

Migliorare l'atomizzazione e creare un aerosol più finemente disperso consente di ridurre la temperatura di uscita, perché. la superficie relativa delle particelle aumenta. Per questo motivo, l'evaporazione procede più facilmente e la forza motrice può essere ridotta.

Viscosità del concentrato

L'atomizzazione dipende dalla viscosità. La viscosità aumenta con il contenuto proteico, il lattosio cristallino e il contenuto di solidi totali. Il riscaldamento del concentrato (prestare attenzione all'ispessimento dovuto all'invecchiamento) e l'aumento della velocità del disco dell'atomizzatore o della pressione dell'ugello risolveranno questo problema.

L'efficienza complessiva di asciugatura è espressa dalla seguente formula approssimativa:

dove: T i - temperatura dell'aria in ingresso; T o - temperatura dell'aria in uscita; T a - temperatura dell'aria ambiente

Ovviamente, per aumentare l'efficienza dell'essiccazione a spruzzo, è necessario o aumentare la temperatura dell'aria ambiente, ad es. preriscaldare l'aria di scarico, ad esempio, con la condensa di un evaporatore, aumentare la temperatura di ingresso dell'aria o abbassare la temperatura di uscita.

Dipendenza ζ la temperatura è un buon indicatore dell'efficienza dell'essiccatoio, poiché la temperatura di uscita è determinata dal contenuto di umidità residua del prodotto, che deve soddisfare un certo standard. Una temperatura di uscita elevata significa che l'aria di asciugatura non viene utilizzata in modo ottimale, ad esempio a causa di scarsa atomizzazione, cattiva distribuzione dell'aria, elevata viscosità, ecc.

Per un normale atomizzatore che lavora latte scremato (T i = 200°C, T o = 95°C), z ≈ 0,56.

La tecnologia di essiccazione fin qui discussa si riferiva ad un impianto con trasporto pneumatico e sistema di raffreddamento, in cui il prodotto scaricato dal fondo della camera viene essiccato fino al contenuto di umidità richiesto. In questa fase, la polvere è calda ed è costituita da particelle agglomerate, legate in modo molto lasco in grandi agglomerati sciolti formatisi durante l'agglomerazione primaria nel cono di nebulizzazione, dove particelle di diverso diametro hanno velocità diverse e quindi si scontrano. Tuttavia, quando passano attraverso il sistema di trasporto pneumatico, gli agglomerati sono soggetti a sollecitazioni meccaniche e si sgretolano in particelle separate. Questo tipo di polvere, (vedi figura 10), può essere caratterizzato come segue:

• singole particelle
• alta densità apparente
• spolverare se si tratta di latte scremato in polvere
• non istantaneo

Essiccazione a due stadi

La temperatura delle particelle è determinata dalla temperatura dell'aria ambiente (temperatura di uscita). Poiché l'umidità legata è difficile da rimuovere con l'essiccazione convenzionale, la temperatura di uscita deve essere sufficientemente elevata da fornire la forza motrice (Δ legare. differenza di temperatura tra particelle e aria) in grado di rimuovere l'umidità residua. Molto spesso questo degrada la qualità delle particelle, come discusso sopra.

Pertanto, non sorprende che sia stata sviluppata una tecnologia di essiccazione completamente diversa, progettata per far evaporare l'ultimo 2-10% di umidità da tali particelle.

Poiché l'evaporazione in questa fase è molto lenta a causa del basso coefficiente di diffusione, l'attrezzatura per la post-essiccazione deve essere tale che la polvere vi rimanga a lungo. Tale essiccazione può essere eseguita in un sistema di trasporto pneumatico utilizzando aria di trasporto calda per aumentare la forza motrice del processo.

Tuttavia, poiché il tasso nel canale di trasporto deve essere≈ 20 m/s, un'asciugatura efficace richiede un canale di notevole lunghezza. Un altro sistema è la cosiddetta “camera calda” con ingresso tangenziale per aumentare il tempo di esposizione. Al termine dell'essiccazione, la polvere viene separata in un ciclone ed entra in un altro sistema di trasporto pneumatico con aria fredda o deumidificata, dove la polvere viene raffreddata. Dopo la separazione nel ciclone, la polvere è pronta per l'insacco.

Un altro sistema di finitura è il VIBRO-FLUIDIZZATORE, ovvero una grande camera orizzontale divisa da una piastra forata saldata al corpo nelle sezioni superiore e inferiore. (Figura 11). Per l'asciugatura e il successivo raffreddamento, l'aria calda e fredda viene fornita alle camere di distribuzione dell'apparecchio e viene distribuita uniformemente sull'area di lavoro da una speciale piastra forata, PIASTRA A BOLLA.

Ciò fornisce i seguenti vantaggi:

• L'aria viene diretta verso il basso sulla superficie della piastra, quindi le particelle si muovono lungo la piastra, che presenta fori rari ma grandi e quindi può funzionare a lungo senza pulizia. Inoltre, è molto ben liberato dalla polvere.
• L'esclusivo metodo di produzione impedisce la formazione di crepe. Pertanto, BUBBLE PLATE soddisfa severi requisiti sanitari ed è approvato dall'USDA.

La dimensione e la forma dei fori e il flusso d'aria sono determinati dalla velocità dell'aria richiesta per fluidificare la polvere, che a sua volta è determinata dalle proprietà della polvere, come il contenuto di umidità e la termoplasticità.

La temperatura è determinata dall'evaporazione richiesta. La dimensione dei fori è scelta in modo che la velocità dell'aria garantisca la fluidificazione della polvere sulla piastra. La velocità dell'aria non dovrebbe essere troppo elevata in modo che gli agglomerati non vengano distrutti dall'abrasione. Tuttavia, non è possibile (e talvolta non desiderabile) evitare il trascinamento di alcune particelle (particolarmente fini) dal letto fluidizzato con l'aria. Pertanto, l'aria deve passare attraverso un ciclone o un filtro a maniche dove le particelle vengono separate e restituite al processo.

Questa nuova attrezzatura consente di far evaporare con cura l'ultima percentuale di umidità dalla polvere. Ma questo significa che l'atomizzatore può essere fatto funzionare in un modo diverso da quello sopra descritto, in cui la polvere che esce dalla camera ha il contenuto di umidità del prodotto finito.

I vantaggi dell'essiccazione a due stadi possono essere riassunti come segue:

• maggiore resa per kg di aria di asciugatura
• maggiore efficienza
• migliore qualità del prodotto:

1. buona solubilità
2. alta densità apparente
3. basso contenuto di grassi liberi
4. basso contenuto di aria assorbita

• Minori emissioni di polvere

Il letto fluidizzato può essere un letto vibrofluidizzato del tipo a pistone (VibroFluidizer) o un letto fluidizzato a miscelazione fissa.

Essiccazione a due stadi nel vibro-fluidatore(flusso del pistone)

Nel Vibro-Fluidizzatore, l'intero letto fluidizzato viene fatto vibrare. Le perforazioni nella piastra sono realizzate in modo tale che l'aria di asciugatura sia diretta insieme al flusso di polvere. Peraffinché la lamiera forata non vibri alla propria frequenza, viene montata su appositi supporti. (Vedi figura 12).

Figura 12 - Essiccatore a spruzzo con Vibro-Fluidizer per asciugatura a due stadi

L'essiccatore a spruzzo funziona a una temperatura di uscita inferiore, con conseguente contenuto di umidità più elevato e temperatura delle particelle più bassa. La polvere umida viene scaricata per gravità dalla camera di essiccazione nel vibrofluidificatore.

C'è però un limite alla diminuzione della temperatura, poiché a causa dell'aumento dell'umidità, la polvere diventa appiccicosa anche a temperature più basse e forma grumi e depositi nella camera.

Tipicamente, l'utilizzo del Vibro-Fluidizzatore permette di ridurre la temperatura in uscita di 10-15 °C. Ciò si traduce in un'essiccazione molto più delicata, soprattutto nella fase critica del processo (contenuto di umidità dal 30 al 10%), l'essiccazione delle particelle (vedere Figura 13) non è interrotta dall'indurimento superficiale, quindi le condizioni di essiccazione sono vicine a quelle ottimali. La temperatura delle particelle più bassa è in parte dovuta alla temperatura ambiente più bassa, ma anche al contenuto di umidità più elevato, in modo che la temperatura delle particelle sia vicina alla temperatura del bulbo umido. Questo, ovviamente, ha un effetto positivo sulla solubilità della polvere finita.

Una diminuzione della temperatura in uscita comporta una maggiore efficienza della camera di essiccazione dovuta ad un aumento dellaΔ t. Molto spesso, l'essiccazione viene effettuata a una temperatura più elevata e con un contenuto di solidi più elevato nella materia prima, il che aumenta ulteriormente l'efficienza dell'essiccatore. Ciò, ovviamente, aumenta anche la temperatura di uscita, ma l'aumento del contenuto di umidità riduce la temperatura delle particelle, in modo che non si verifichino surriscaldamento e indurimento superficiale delle particelle.

L'esperienza dimostra che la temperatura di essiccazione può raggiungere i 250°C o addirittura i 275°C durante l'essiccazione del latte scremato, il che aumenta l'efficienza di essiccazione a 0,75.

Le particelle che raggiungono il fondo della camera hanno un contenuto di umidità più elevato e una temperatura inferiore rispetto all'essiccazione convenzionale. Dal fondo della camera la polvere entra direttamente nella sezione di essiccazione del Vibro-Fluidizzatore e viene immediatamente liquefatta. Qualsiasi indurimento o manipolazione farà sì che le particelle termoplastiche calde e umide aderiscano tra loro e formino grumi difficili da rompere. Ciò ridurrebbe l'efficienza di asciugatura del vibro-fluidatore e parte della polvere finita avrebbe troppa umidità, ad es. la qualità del prodotto ne risentirebbe.

Solo la polvere proveniente dalla camera di essiccazione entra nel vibrofluidificatore per gravità. I fini provenienti dal ciclone principale e dal ciclone che serve il vibro-fluidatore (o dal filtro a maniche lavabili) vengono immessi nel vibro-fluidatore mediante un sistema di trasporto.

Poiché questa frazione è di dimensioni inferiori rispetto alla polvere essiccante, il contenuto di umidità delle particelle è inferiore e non richiedono lo stesso grado di essiccazione secondaria. Molto spesso sono abbastanza asciutti, tuttavia, vengono solitamente immessi nell'ultimo terzo della sezione di essiccazione del vibro-fluidificatore per garantire il contenuto di umidità richiesto del prodotto.

Il punto di scarico della polvere dal ciclone non può sempre essere posizionato direttamente sopra il vibrofluidificatore per consentire alla polvere di fluire nella sezione dell'essiccatore a gravità. Pertanto, per spostare la polvere viene spesso utilizzato un sistema di trasporto pneumatico. Il sistema di trasporto pneumatico in pressione facilita l'erogazione della polvere in qualsiasi parte dell'impianto, poiché la linea di trasporto è solitamente un tubo del latte da 3" o 4". Il sistema è costituito da un soffiante a bassa portata e alta pressione e da una valvola di spurgo, e raccoglie e trasporta la polvere, vedere Figura 14. La quantità di aria è piccola rispetto alla quantità di polvere trasportata (solo 1/5).

Una piccola parte di questa polvere viene nuovamente soffiata via dall'aria dal vibro-fluidificatore e poi trasportata dal ciclone al vibro-fluidificatore. Pertanto, se non sono previsti accorgimenti, all'arresto dell'essiccatore è necessario un certo tempo per interrompere tale circolazione.

Ad esempio, nella linea di trasferimento può essere installata una valvola di distribuzione che indirizzerà la polvere fino all'ultima parte del Vibro-Fluidizzatore, da dove verrà scaricata in pochi minuti.

Nella fase finale, la polvere viene vagliata e confezionata in sacchi. Poiché la polvere può contenere agglomerati primari, si consiglia di indirizzarla alla tramoggia tramite un altro sistema di trasporto pneumatico forzato per aumentare la densità apparente.

È noto che durante l'evaporazione dell'acqua dal latte, il consumo energetico per kg di acqua evaporata aumenta man mano che l'umidità residua si avvicina allo zero. (Figura 15).

L'efficienza di asciugatura dipende dalla temperatura di ingresso e uscita dell'aria.

Se il consumo di vapore nell'evaporatore è di 0,10-0,20 kg per kg di acqua evaporata, in un tradizionale essiccatore a spruzzo monostadio è di 2,0-2,5 kg per kg di acqua evaporata, ovvero 20 volte superiore rispetto all'evaporatore. Pertanto, si è sempre cercato di aumentare il contenuto di solidi del prodotto evaporato. Ciò significa che l'evaporatore rimuoverà una percentuale maggiore di acqua e il consumo di energia sarà ridotto.

Naturalmente, questo aumenterà leggermente il consumo di energia per kg di acqua evaporata nell'atomizzatore, ma il consumo energetico complessivo diminuirà.

Il suddetto consumo di vapore per kg di acqua evaporata è una media, poiché il consumo di vapore all'inizio del processo è molto inferiore rispetto alla fine dell'essiccazione. I calcoli mostrano che per ottenere una polvere con un contenuto di umidità del 3,5%, sono necessarie 1595 kcal / kg di polvere e per ottenere una polvere con un contenuto di umidità del 6% - solo 1250 kcal / kg di polvere. In altre parole, l'ultima fase di evaporazione richiede circa 23 kg di vapore per kg di acqua evaporata.

La tabella illustra questi calcoli. La prima colonna rispecchia le condizioni operative di un impianto tradizionale, dove la polvere dalla camera di essiccazione viene inviata ai cicloni tramite un sistema di trasporto e raffreddamento pneumatico. La colonna successiva riflette le condizioni operative in un essiccatore a due stadi in cui l'essiccazione dal 6 al 3,5% di umidità viene effettuata in un vibro-fluidatore. La terza colonna rappresenta l'essiccamento a due stadi ad alta temperatura di ingresso.

Dagli indicatori contrassegnati con *), troviamo: 1595 - 1250 \u003d 345 kcal / kg di polvere

L'evaporazione per kg di polvere è: 0,025 kg (6% - 3,5% + 2,5%)

Ciò significa che il consumo energetico per kg di acqua evaporata è: 345/0,025 = 13.800 kcal/kg, che corrisponde a 23 kg di vapore di riscaldamento per kg di acqua evaporata.

Nel Vibro-Fluidizzatore il consumo medio di vapore è di 4 kg per kg di acqua evaporata, che naturalmente dipende dalla temperatura e dal flusso d'aria di asciugatura. Anche se il consumo di vapore del Vibro-Fluidizzatore è doppio rispetto a quello di un essiccatore a spruzzo, il consumo di energia per far evaporare la stessa quantità di acqua è comunque molto inferiore (perché il tempo di lavorazione del prodotto è di 8-10 minuti, non di 0-25 secondi, come nell'essiccatore a spruzzo). Allo stesso tempo, la produttività di tale installazione è maggiore, la qualità del prodotto è maggiore, le emissioni di polvere sono inferiori e la funzionalità è più ampia.

Essiccazione a due stadi con letto fluido fisso (Back Mix)

Per migliorare l'efficienza di asciugatura, la temperatura dell'aria in uscita T nell'essiccazione a due stadi viene ridotta al punto in cui la polvere con un contenuto di umidità del 5-7% diventa appiccicosa e inizia a depositarsi sulle pareti della camera.

Tuttavia, la creazione di un letto fluidizzato nella parte conica della camera fornisce un ulteriore miglioramento del processo. L'aria per l'essiccazione secondaria viene immessa nella camera sotto la piastra forata, attraverso la quale viene distribuita sullo strato di polvere. Questo tipo di essiccatore può funzionare in una modalità in cui le particelle primarie si asciugano fino a un contenuto di umidità dell'8-12%, che corrisponde a una temperatura dell'aria in uscita di 65-70 °C. Questo utilizzo dell'aria di asciugatura consente di ridurre notevolmente le dimensioni dell'impianto a parità di capacità dell'essiccatore.

Il latte in polvere è sempre stato considerato difficile da fluidificare. Tuttavia, uno speciale design brevettato della piastra, vedere la Figura 17, assicura che l'aria e la polvere si muovano nella stessa direzione dell'aria di asciugatura primaria. Questo piatto, a patto di scegliere correttamente l'altezza del letto e la velocità di inizio della fluidificazione, consente di creare un letto fluidizzato statico per qualsiasi prodotto derivato dal latte.

L'apparato statico a letto fluido (SFB) è disponibile in tre configurazioni:

• a letto fluido anulare (essiccatoi compatti)
• a letto fluido circolante (essiccatori MSD)
• con una combinazione di tali strati (essiccatori IFD)

Letto fluido anulare (essiccatori compatti)

Un letto fluidizzato di miscelazione anulare si trova nella parte inferiore del cono di una camera di essiccazione tradizionale attorno a un tubo centrale di scarico dell'aria. Pertanto, nella parte conica della camera non ci sono parti che interferiscono con il flusso d'aria, e questo, insieme ai getti che emergono dal letto fluidizzato, impedisce la formazione di depositi sulle pareti del cono, anche durante la lavorazione di polveri appiccicose con un alto contenuto di umidità. La parte cilindrica della camera è protetta dai depositi da un sistema di soffiaggio a parete: una piccola quantità d'aria viene fornita tangenzialmente ad alta velocità attraverso ugelli appositamente progettati nella stessa direzione in cui vortica l'aria primaria di asciugatura.

A causa della rotazione della miscela aria-polvere e dell'effetto ciclone che si verifica nella camera, solo una piccola quantità di polvere viene portata via dall'aria di scarico. Pertanto, la percentuale di polvere che entra nel ciclone o nel filtro a maniche lavabili, così come l'emissione di polvere nell'atmosfera, è ridotta per questo tipo di asciugatrice.

La polvere viene continuamente scaricata dal letto fluidizzato scorrendo attraverso il deflettore regolabile in altezza, mantenendo così un certo livello del letto fluidizzato.

A causa della bassa temperatura dell'aria in uscita, l'efficienza di asciugatura è notevolmente aumentata rispetto all'asciugatura tradizionale a due stadi, vedere tabella.

Dopo aver lasciato la camera di essiccazione, la polvere può essere raffreddata in un sistema di trasporto pneumatico, vedere la Figura 20. La polvere risultante è costituita da singole particelle e ha una densità apparente uguale o migliore di quella ottenuta dall'essiccazione a due stadi.

P I prodotti contenenti grassi devono essere raffreddati in un letto fluido vibrante, in cui la polvere viene contemporaneamente agglomerata. In questo caso la frazione fine viene restituita dal ciclone all'atomizzatore per l'agglomerazione. (Vedi Figura 21).

Letto fluido circolante (essiccatori MSD)

Per aumentare ulteriormente l'efficienza di asciugatura senza creare problemi con l'accumulo di depositi, è stato sviluppato un concetto di essiccatore a spruzzo completamente nuovo: il MultiStage Dryer (essiccatore multistadio), MSD.

In questo apparecchio l'essiccazione viene effettuata in tre fasi, ciascuna delle quali è adattata all'umidità del prodotto che la caratterizza. Nella fase di pre-essiccazione, il concentrato viene nebulizzato tramite ugelli a flusso diretto posti nel canale dell'aria calda.

L'aria viene immessa nell'essiccatore verticalmente ad alta velocità attraverso un diffusore d'aria che assicura una miscelazione ottimale delle goccioline con l'aria di asciugatura. Come già notato, su questa evaporazione avviene istantaneamente, mentre le goccioline si muovono verticalmente verso il basso attraverso una camera di essiccazione appositamente progettata. Il contenuto di umidità delle particelle è ridotto al 6-15%, a seconda del tipo di prodotto. A un'umidità così elevata, la polvere ha un'elevata termoplasticità e viscosità. L'aria che entra ad alta velocità crea un effetto Venturi, cioè aspira l'aria ambiente e trascina piccole particelle in una nuvola umida vicino all'atomizzatore. Ciò porta a un "agglomerato secondario spontaneo". L'aria che entra dal basso ha una velocità sufficiente a fluidificare lo strato di particelle depositate e la sua temperatura fornisce il secondo stadio di asciugatura. L'aria in uscita da questo letto fluidizzato di backmix, insieme all'aria di scarico del primo stadio di essiccazione, esce dalla camera dall'alto e viene immessa nel ciclone primario. Da questo ciclone, la polvere viene restituita al letto fluidizzato di miscelazione posteriore e l'aria viene immessa nel ciclone secondario per la pulizia finale.

Quando l'umidità della polvere si riduce a un certo livello, viene scaricata attraverso un blocco rotante nel vibro-fluidatore per l'asciugatura finale e il successivo raffreddamento.

L'aria di essiccazione e raffreddamento del vibro-fluidatore passa attraverso un ciclone dove la polvere viene separata da esso. Questa polvere fine viene restituita al nebulizzatore, al cono della camera (letto fluido statico) o al vibro-fluidatore. Nei moderni essiccatori, i cicloni vengono sostituiti da filtri a maniche con CIP.

Nell'impianto si forma una polvere grossolana, dovuta ad “agglomerazione secondaria spontanea” nella nuvola dell'atomizzatore, dove le particelle fini secche che salgono costantemente dal basso aderiscono alle particelle semisecche formando degli agglomerati. Il processo di agglomerazione continua quando le particelle polverizzate entrano in contatto con le particelle del letto fluidizzato. (Vedi Figura 22).

Tale impianto può funzionare a temperature dell'aria in ingresso molto elevate (220-275°C) e tempi di contatto estremamente brevi, ottenendo comunque una buona solubilità della polvere. Questa installazione è molto compatta, il che riduce i requisiti per le dimensioni della stanza. Questo, unitamente ai ridotti costi di esercizio dovuti alla maggiore temperatura di ingresso (10-15% in meno rispetto alla tradizionale essiccazione a due stadi), rende questa soluzione molto appetibile, soprattutto per i prodotti agglomerati.

Essiccazione a spruzzo con filtri in linea e letti fluidi (IFD)

Il design brevettato del filtro essiccatore incorporato, (Figura 23), utilizza sistemi di essiccazione a spruzzo collaudati come:

• Sistema di alimentazione con riscaldamento, filtrazione e omogeneizzazione del concentrato dotato di pompe ad alta pressione. L'attrezzatura è la stessa degli atomizzatori tradizionali.
• La spruzzatura viene eseguita tramite ugelli a getto o un atomizzatore. Gli ugelli a getto vengono utilizzati principalmente per prodotti grassi o ad alto contenuto proteico, mentre gli atomizzatori rotanti vengono utilizzati per qualsiasi prodotto, in particolare quelli contenenti cristalli.
• L'aria di asciugatura viene filtrata, riscaldata e distribuita da un dispositivo che crea un flusso rotante o verticale.
• La camera di asciugatura è progettata per garantire la massima igiene e ridurre al minimo la dispersione di calore, ad esempio attraverso l'utilizzo di elementi rimovibili
  pannelli cavi.
• Il letto fluidizzato incorporato è una combinazione di un letto di miscelazione posteriore per l'asciugatura e un letto a pistone per il raffreddamento. L'apparecchiatura a letto fluidizzato è completamente saldata e non presenta cavità. C'è uno spazio d'aria tra il letto di backmix e il letto del tipo a pistone circostante per impedire il trasferimento di calore. Utilizza le nuove piastre brevettate Niro BUBBLE PLATE.

Il sistema di rimozione dell'aria, nonostante la sua rivoluzionaria novità, si basa sugli stessi principi del filtro a maniche Niro SANICIP: i fini vengono raccolti su filtri integrati nella camera di essiccazione. Le maniche filtranti sono sostenute da reti in acciaio inossidabile fissate al soffitto attorno alla circonferenza della camera di essiccazione. Questi elementi filtranti vengono risciacquati proprio come il filtro SANICIP™.

I manicotti vengono soffiati uno o quattro alla volta con un getto di aria compressa, che viene immessa nel manicotto attraverso un ugello. Ciò garantisce una rimozione regolare e frequente della polvere che cade nel letto fluido.

Utilizza lo stesso media filtrante del filtro a maniche SANICIP™ e fornisce lo stesso flusso d'aria per unità di superficie del media.

Gli ugelli di controlavaggio svolgono due funzioni. Durante il funzionamento, l'ugello viene utilizzato per soffiare e durante la pulizia in posizione, il liquido viene fornito attraverso di esso, lavando le maniche dall'interno verso l'esterno, sulla superficie sporca. L'acqua pulita viene iniettata attraverso l'ugello di ritorno, spruzzata con aria compressa sulla superficie interna del tubo e spremuta. Questo schema brevettato è molto importante, poiché è molto difficile o impossibile pulire il media filtrante mediante lavaggio dall'esterno.

Per pulire la parte inferiore del soffitto della camera attorno alle maniche vengono utilizzati ugelli di un design speciale, che svolgono anche un duplice ruolo. Durante l'asciugatura, l'aria viene fornita attraverso l'ugello, che impedisce il deposito di polvere sul soffitto, e durante il lavaggio viene utilizzato come un normale ugello CIP. La camera d'aria pulita viene pulita con un ugello CIP standard.

Vantaggi dell'installazione IFD™

Prodotto

• Maggiore resa di polvere di prima classe. Nei tradizionali essiccatori a ciclone con filtri a maniche, dai filtri viene raccolto un prodotto di seconda scelta, la cui percentuale è di circa l'1%.
• Il prodotto non è sottoposto a sollecitazioni meccaniche in canali, cicloni e filtri a maniche, e viene eliminata la necessità di restituire i fini dai separatori esterni, in quanto la distribuzione dei flussi all'interno dell'essiccatoio garantisce un'agglomerazione primaria e secondaria ottimale.
• La qualità del prodotto è migliorata perché l'IFD™ può funzionare a una temperatura dell'aria in uscita inferiore rispetto a un essiccatore a spruzzo tradizionale. Ciò significa che è possibile ottenere una maggiore capacità di asciugatura per kg di aria.

Sicurezza

• Il sistema di protezione è più semplice, poiché l'intero processo di essiccazione avviene in un unico apparecchio.
• La protezione richiede meno componenti.
• Il costo di manutenzione è inferiore

Disegno

• Installazione più semplice
• Dimensioni dell'edificio più piccole
• Una struttura di supporto più semplice

Protezione ambientale

• Minore possibilità di fuoriuscita di polvere nell'area di lavoro
• Pulizia più semplice poiché l'area di contatto dell'attrezzatura con il prodotto è ridotta.
• Meno effluenti con CIP
• Minore emissione di polvere, fino a 10-20 mg/nm 3 .
• Risparmio energetico fino al 15%
• Minore rumorosità grazie alla minore caduta di pressione nel sistema di scarico

Invia il tuo buon lavoro nella base di conoscenza è semplice. Utilizza il modulo sottostante

Studenti, dottorandi, giovani scienziati che utilizzano la base di conoscenza nei loro studi e nel loro lavoro ti saranno molto grati.

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Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa

Agenzia federale per l'istruzione

GOU VPO "Università tecnica statale Magnitogorsk

Loro. G.I. Nosov"

Dipartimento di Normazione, Certificazione e Tecnologie Alimentari

Lavoro del corso

sul tema: "Tecnologia per la produzione di latte scremato in polvere"

Completato:

Gurevich OV, TSP-06

Controllato:

Maksimova G.K.

Magnitogorsk 2010

introduzione

1. Informazioni generali

2. Tecnologia per la produzione di latte scremato in polvere

2.1 Requisiti delle materie prime per la produzione di latte scremato in polvere

2.2 Caratteristiche del processo tecnologico per la produzione di latte scremato in polvere

3. Calcolo del prodotto

4. Requisiti per la qualità e la sicurezza del latte scremato in polvere

5. Difetti del latte scremato in polvere

6. Conferma di conformità del latte scremato in polvere

Conclusione

Elenco delle fonti utilizzate

introduzione

Un'analisi dei materiali statistici disponibili mostra che l'industria lattiero-casearia nella maggior parte dei paesi è in costante sviluppo. Dal 1996 al 2001 la produzione di latte vaccino nel mondo è aumentata del 5,3%, raggiungendo i 501 milioni di tonnellate nel 2002.

Il settore in più rapida crescita del mercato lattiero-caseario è la produzione di yogurt e formaggi, oltre a vari dessert, prodotti a base di cagliata e prodotti con additivi biologici e di frutta.

Il consumo di prodotti lattiero-caseari nel 2003 è stato di 227 kg. al tasso di consumo raccomandato dall'Istituto di nutrizione dell'Accademia russa delle scienze mediche - 390 kg per persona all'anno.

La produzione di latte scremato in polvere, sostituti del latte intero e siero di latte in polvere nel bimestre 2010 è aumentata del 5,5% a 21,89 mila tonnellate, di latte intero in polvere, panna in polvere e miscele del 41,4% a 4.068 mila tonnellate. Il latte in polvere viene utilizzato per la produzione di prodotti dolciari e dolciari e poiché quest'area si sta sviluppando molto rapidamente, le fabbriche di latte scremato in polvere aumentano costantemente i volumi di produzione e introducono nuove tecnologie. Un impianto di latte scremato in polvere può lavorare 50-60 tonnellate di materie prime per turno, da cui si ottengono poi circa 2,5 tonnellate di latte scremato. Il sottoprodotto è il petrolio.

La portata del latte scremato in polvere è molto ampia: alimenti per l'infanzia, industria dolciaria, gelateria, aromi, stabilizzanti, addensanti e altri additivi alimentari, industria della panificazione, industria dell'olio e dei grassi e produzione di oli combinati, industria degli alcolici, formaggi lavorati, fiocchi di latte , bevande, semilavorati, zuppe, snack, creme, salse, prodotti complessi, miscele secche, ecc. A questo proposito, in questo lavoro del corso considereremo la produzione di latte scremato in polvere.

1 . Informazione Generale

Latte in scatola -- si tratta di prodotti a base di latte naturale mediante condensazione (seguita da sterilizzazione o aggiunta di zucchero) ed essiccazione. Hanno un alto valore energetico dovuto alla concentrazione di costituenti del latte in essi contenuti. Inoltre, i prodotti lattiero-caseari in scatola sono caratterizzati da una buona trasportabilità e da una notevole stabilità allo stoccaggio.

Inscatolamento -- Questa è la lavorazione dei prodotti in modi speciali per proteggerli dal deterioramento. Di tutti i principi di conservazione noti per la produzione di latte in scatola, ne vengono utilizzati due: l'abiosi e l'animazione sospesa.

Conservazione per principio abiosi si basa sulla completa distruzione dei microrganismi presenti nel prodotto (sterilizzazione). La conservazione secondo il principio dell'anabiosi consiste nella soppressione dei processi microbiologici con mezzi fisici: un aumento della pressione osmotica (osmoanabiosi) e l'essiccazione (xeroanabiosi).

inscatolamento asciugatura basato sulla rimozione dell'umidità dal prodotto e sulla creazione di una secchezza fisiologica, provocando un aumento della differenza tra la pressione osmotica della cellula batterica e la pressione dell'ambiente. Per il normale corso dei processi associati all'attività vitale dei microrganismi, è necessario che la frazione di massa dell'acqua nel prodotto sia di circa il 25 ... 30%. Pertanto, se la quantità di umidità nel prodotto è inferiore al minimo richiesto per l'attività vitale dei microrganismi, la durata di conservazione del prodotto aumenterà. La frazione di massa di umidità nel latte in polvere è del 3...4%; allo stesso tempo, la concentrazione di sostanze disciolte nell'acqua aumenta notevolmente e si creano condizioni che portano i microrganismi in uno stato anabiotico. Per evitare lo sviluppo di microflora residua, il prodotto essiccato deve essere protetto dall'assorbimento di umidità. Il prodotto deve essere conservato in un contenitore ermeticamente chiuso a temperature relativamente basse (non superiori a 10°C), che inibiscono il decorso delle reazioni biochimiche. I prodotti lattiero-caseari essiccati sono ottenuti mediante inscatolamento mediante essiccazione.

I latticini in polvere sono una polvere di particelle di latte agglomerato di varie forme e dimensioni, a seconda del tipo di prodotto e del metodo di essiccazione. La gamma di latticini secchi è molto varia. I principali tipi di latticini secchi prodotti dall'industria lattiero-casearia sono presentati nella Tabella 1.1.

Tabella 1.1 -- Le principali tipologie di latticini secchi

Latte in polvere - un prodotto alimentare in polvere ottenuto dall'essiccazione del latte precondensato. Il latte in polvere fu ottenuto per la prima volta nel 1802 in Russia dal capo medico delle fabbriche di Nerchinsk, Osip Krichevsky. Le prime notizie sulla produzione di latte in polvere in Europa risalgono al 1885. produzione industriale - iniziata alla fine del XIX secolo.

Il latte in polvere lo è totale(SCM) o senza grassi(COM). Queste due varietà di latte in polvere si differenziano per la percentuale di sostanze (tabella 1.2). DA orecchio intero latte- un prodotto lattiero-caseario secco, la cui frazione in massa di sostanza secca del latte non è inferiore al 95%, la frazione in massa di proteine ​​in sostanza secca del latte scremato non è inferiore al 34% e la frazione in massa di materia grassa non è inferiore al 20%. Latte scremato in polvere- un prodotto lattiero-caseario secco, la cui frazione in massa di sostanza secca del latte non è inferiore al 95%, la frazione in massa di proteine ​​in sostanza secca del latte scremato non è inferiore al 34% e la frazione in massa di materia grassa non è superiore all'1,5%.

Tabella 1.2 -- Contenuto di sostanze in SCM e SOM

Il latte in polvere istantaneo si ottiene miscelando latte intero e scremato in polvere. La miscela viene inumidita con vapore, dopodiché si attacca in grumi, che vengono poi nuovamente asciugati.

2. Tecnologia per la produzione di latte scremato in polvere

2.1 Requisiti delle materie prime per la produzione di latte scremato in polvere

Per la produzione di latte scremato in polvere viene utilizzato latte vaccino naturale - materie prime non inferiori al secondo grado secondo GOST R 52054-2003 “Latte vaccino - crudo. Capitolato” senza sapore e odore di foraggio, acidità non superiore a 18°T.

Latte vaccino naturale - materia prima: latte senza estratti e additivi di componenti caseari e non caseari, sottoposto a lavorazione primaria (rimozione di impurità meccaniche e raffreddamento a una temperatura di (4 ± 2) 0 С dopo la mungitura) e destinato a ulteriore lavorazione . latte scremato di latte acido

La norma di base tutta russa della frazione di massa del grasso del latte è del 3,4%, la norma di base del tributo di massa delle proteine ​​​​è del 3,0%.

Il latte è ottenuto da animali sani in allevamenti esenti da malattie infettive, in accordo con la Legislazione Veterinaria. In termini di qualità, il latte deve soddisfare i requisiti di GOST R 52054-2003 “Latte vaccino - crudo. Specifiche" e Legge federale n. 88-FZ "Regolamento tecnico per latte e prodotti lattiero-caseari". Non è consentito utilizzare per la fabbricazione del prodotto latte che non abbia superato l'esame veterinario e sanitario e non abbia documenti di accompagnamento veterinari della forma stabilita.

In base ai parametri organolettici, il latte deve soddisfare i requisiti specificati nella Tabella 2.1.

In termini di parametri fisico-chimici, il latte deve soddisfare i requisiti specificati nella Tabella 2.2.

Gli indicatori di sicurezza microbiologica e il contenuto di cellule somatiche del latte vaccino crudo non devono superare il livello consentito stabilito nella tabella 2.3 della legge federale n. 88-FZ "Regolamento tecnico per latte e prodotti lattiero-caseari".

Tabella 2.1 - Caratteristiche organolettiche del latte crudo

Tabella 2.2 - Parametri fisico-chimici del latte crudo

Tabella 2.3 - Indicatori di sicurezza microbiologica e contenuto di cellule somatiche del latte vaccino crudo

Gli indicatori di sicurezza chimica e radiologica del latte vaccino crudo non devono superare il livello consentito stabilito dalla legge federale n. 88-FZ "Regolamento tecnico per latte e prodotti lattiero-caseari".

I test periodici vengono eseguiti secondo indicatori di sicurezza (il contenuto di elementi tossici, micotossine, antibiotici, pesticidi, radionuclidi; indicatori microbiologici) in conformità con il programma di controllo della produzione sviluppato dal produttore e approvato nel modo prescritto.

2.2 Caratteristiche del processo tecnologico per la produzione di latte scremato in polvere

Il processo tecnologico per la produzione di latte scremato in polvere consiste nelle seguenti operazioni tecnologiche: accettazione e preparazione delle materie prime, normalizzazione, separazione, pastorizzazione, ispessimento, omogeneizzazione, essiccazione, raffreddamento del prodotto secco, confezionamento e stoccaggio.

Accettazione e controllo in ingresso del latte crudo. Quando si accetta il latte nelle aziende, la quantità in peso e la qualità sono determinate da indicatori organolettici e fisico-chimici in conformità con i requisiti di GOST R 52054-2003 “Latte di vacca - crudo. Specifiche" e Legge federale n. 88-FZ "Regolamento tecnico per latte e prodotti lattiero-caseari".

Quando si riceve il latte, in ogni lotto vengono determinati gli indicatori organolettici, la temperatura, la densità, la frazione di massa del grasso, l'acidità e l'efficienza del trattamento termico e la frazione di massa delle proteine, la contaminazione batterica e il test di fermentazione del caglio - almeno 1 volta per decennio.

Purificazione del latte. Nel processo di pesatura per rimuovere le impurità meccaniche, il latte viene filtrato, passato attraverso un panno e quindi inviato per un'ulteriore purificazione. Per la pulizia vengono utilizzati filtri di diversi sistemi, dove vengono utilizzati come elementi di lavoro batuffoli di cotone, garze, materiali sintetici, reti metalliche, ecc.

Allo stato attuale, le imprese della rete a valle sono dotate di separatori-pulitori di latte, in cui le impurità meccaniche vengono rimosse sotto l'azione della forza centrifuga. La pulizia centrifuga al loro interno viene eseguita a causa della differenza tra la densità delle particelle di plasma del latte e le impurità estranee. Le impurità estranee, aventi una densità maggiore del plasma del latte, vengono gettate sulla parete del tamburo e vi si depositano sotto forma di muco. Tradizionalmente, nelle linee tecnologiche, la purificazione centrifuga del latte viene effettuata a 35-40 0 C, poiché in queste condizioni le impurità meccaniche vengono depositate in modo più efficiente a causa di un aumento della velocità delle particelle. Durante la purificazione centrifuga del latte, insieme alle impurità meccaniche, viene rimossa una parte significativa dei microrganismi, il che è spiegato dalla differenza nelle loro proprietà fisiche.

Separazione- si tratta della separazione del latte in due frazioni di diversa densità: ad alto contenuto di grassi (panna) ea basso contenuto di grassi (latte scremato). Il processo di separazione viene eseguito sotto l'azione della forza centrifuga nel tamburo separatore. La temperatura ottimale di separazione è di 35-45°C. Riscaldare il latte a questa temperatura garantisce una buona scrematura.

Pastorizzazione del latte - questo è il trattamento termico del latte per distruggere le forme vegetative della microflora, compresi i patogeni. La modalità di pastorizzazione dovrebbe anche garantire che si ottengano le proprietà desiderate del prodotto finito, in particolare indicatori organolettici (per dare il gusto, la viscosità desiderata, la densità del coagulo).

L'effetto della pastorizzazione, dovuto al grado di morte della microflora patogena, influisce sulla scelta delle modalità e dei metodi di pastorizzazione. Dei microrganismi patogeni, i batteri della tubercolosi sono più resistenti al trattamento termico. Poiché il lavoro sull'identificazione degli agenti causali della tubercolosi è difficile, l'efficacia della pastorizzazione è solitamente determinata dalla morte di Escherichia coli non meno resistente. Nella produzione di latte scremato in polvere si consiglia di utilizzare la pastorizzazione istantanea (a una temperatura di 85-87°C o 95-98°C senza esposizione).

Ispessimento. Dopo il raffreddamento, il latte viene inviato per l'ispessimento, ad es. concentrazione di solidi del latte o della sua miscela con componenti mediante evaporazione dell'umidità in evaporatori sotto vuoto a una pressione inferiore a quella atmosferica. L'utilizzo del sottovuoto consente di ridurre il punto di ebollizione del latte e di preservarne al massimo le proprietà.

Per addensare il latte si utilizzano evaporatori sottovuoto a più casse, funzionanti secondo il principio del film cadente, o impianti di circolazione.

Nel metodo a flusso continuo, viene eseguita l'evaporazione continua. La miscela, addensandosi parzialmente nel primo alloggiamento, passa successivamente attraverso i restanti alloggiamenti, dove evapora fino alla concentrazione finale dei solidi, entra nel serbatoio del prodotto e si raffredda.

Rispetto al metodo periodico, il metodo a flusso continuo riduce di 1,36 volte il tempo impiegato per la lavorazione di 1 tonnellata di latte, di 1,55 volte il consumo di vapore e di 1,46 volte l'acqua. Inoltre, il metodo a fila continua consente di automatizzare il processo.

Durante l'evaporazione, i parametri principali del processo sono la temperatura, la durata dell'esposizione e la molteplicità della concentrazione. La temperatura di evaporazione, in funzione del numero di edifici vegetali e del contenuto di sostanza secca nella miscela, varia da 45°C a 82°C. In un evaporatore sottovuoto a film, il tempo di evaporazione va da 3 minuti a 15 minuti. Durante l'ispessimento, la composizione del latte in scatola può essere determinata in base alla molteplicità di concentrazione (o ispessimento). La molteplicità della concentrazione mostra quante volte aumentano le frazioni di massa del residuo secco e dei suoi componenti o quante volte diminuisce la massa del prodotto condensato rispetto alla massa della materia prima.

Omogeneizzazione - Questo è il processo di lavorazione del latte, che consiste nel frantumare (disperdere) i globuli di grasso esponendo il latte a forze esterne significative.

L'intensità del processo di omogeneizzazione aumenta con l'aumentare della temperatura, poiché in questo caso il grasso passa completamente allo stato liquido e la viscosità del prodotto diminuisce. Con l'aumentare della temperatura, diminuisce anche la sedimentazione del grasso. A temperature inferiori a 50°C aumenta la sedimentazione del grasso, che porta ad un deterioramento della qualità del prodotto. La temperatura di omogeneizzazione maggiormente preferita è di 60-65°C. A temperature eccessivamente elevate, le proteine ​​del siero di latte nell'omogeneizzatore possono precipitare.

Con un aumento della pressione aumenta l'effetto meccanico sul prodotto, aumenta la dispersione del grasso e diminuisce il diametro medio dei globuli di grasso. Secondo VNIKMI, a una pressione di 15 MPa, il diametro medio dei globuli di grasso è di 1,43 micron e l'efficienza di omogeneizzazione è del 74%. All'aumentare del contenuto di grassi e solidi nel prodotto, dovrebbe essere applicata una pressione di omogeneizzazione inferiore, dovuta alla necessità di ridurre i costi energetici.

La necessità di omogeneizzazione del latte condensato è dovuta al fatto che durante il trattamento meccanico, termico e l'ispessimento, la frazione grassa del latte viene destabilizzata (liberazione del grasso libero), il che contribuisce all'ossidazione del grasso e al deterioramento del prodotto durante la conservazione. Pertanto, per aumentare la stabilità e ridurre il contenuto di grassi liberi, il latte viene omogeneizzato. L'omogeneizzazione viene effettuata ad una temperatura di 50-60°C e ad una pressione di 10-15 MPa per un omogeneizzatore monostadio. Dopo l'omogeneizzazione, il latte condensato entra nel serbatoio intermedio e poi per l'essiccazione.

Asciugatura. Nel latte scremato in polvere, la frazione di massa del grasso non è superiore all'1,5% e l'umidità non è superiore al 4-7%. Sulla base della composizione del latte in polvere, si può concludere che non è assolutamente secco, contiene la cosiddetta umidità non rimovibile. Man mano che il prodotto si asciuga, l'umidità residua nel prodotto viene trattenuta sempre più saldamente in esso a causa di un aumento delle forze coesive e di un aumento della resistenza al movimento dell'acqua. Pertanto, il prodotto può essere essiccato solo fino a un contenuto di umidità di equilibrio corrispondente all'umidità relativa e alla temperatura dell'agente essiccante.

Con il metodo a spruzzo l'asciugatura avviene per contatto del prodotto condensato spruzzato con aria calda. Il latte condensato viene nebulizzato nella camera di essiccazione mediante atomizzatori a disco e ugelli. Negli atomizzatori a disco, il latte condensato viene nebulizzato sotto l'azione della forza centrifuga di un disco rotante, dal cui ugello esce il latte ad una velocità di 150-160 m/s e viene frantumato in minuscole goccioline per effetto della resistenza dell'aria. Il latte condensato viene fornito agli spruzzatori con ugelli ad alta pressione (fino a 24,5 MPa).

Durante l'asciugatura su essiccatori a spruzzo, il latte condensato viene spruzzato nella parte superiore dell'essiccatore, dove viene fornita aria calda. L'aria calda, mescolandosi con le più piccole gocce di latte, dà loro parte del calore, sotto l'influenza del quale l'umidità evapora e le particelle di latte si asciugano rapidamente. L'elevata velocità di essiccazione (evaporazione) è dovuta all'ampia superficie di contatto del latte finemente disperso con l'aria calda. Con la rapida evaporazione dell'umidità, l'aria viene raffreddata a 75-95°C, quindi l'effetto termico sul prodotto è trascurabile e la sua solubilità è elevata. Il latte in polvere sotto forma di polvere si deposita sul fondo della torre di essiccazione.

Gli atomizzatori, a seconda del movimento dell'aria e delle particelle di latte, si dividono in tre tipologie: a flusso diretto, in cui il movimento dell'aria e del latte è parallelo; controcorrente, in cui il movimento delle particelle di latte e aria è opposto; misto - con movimento misto di aria e particelle di latte.

I più razionali e progressivi sono gli atomizzatori a flusso diretto ad alte prestazioni, in cui il grado di solubilità del latte in polvere raggiunge il 96-98%.

In conformità con le caratteristiche tecniche degli essiccatori a spruzzo, è necessario osservare le seguenti modalità di asciugatura: la temperatura dell'aria che entra nell'essiccatore del tipo a passaggio singolo deve essere di 165-180°C e all'uscita della torre di essiccazione - 65-85 °C. All'uscita dalla torre di essiccazione, il latte scremato in polvere viene setacciato su un setaccio a scuotimento e inviato al raffreddamento.

Imballaggio, etichettatura, stoccaggio. I latticini secchi sono confezionati in contenitori sigillati per il consumo e il trasporto. Il packaging consumer comprende barattoli metallici con coperchio solido o rimovibile e un peso netto di 250, 500 e 1000 grammi; barattoli combinati con coperchio asportabile, del peso netto di 250, 400 e 500 grammi, con busta interna ermetica di fogli di alluminio, carta e altri materiali; pacchi incollati con fodere in cellophane, peso netto 250 grammi. Come contenitori per il trasporto vengono utilizzati sacchi di carta non impregnati a quattro e cinque strati; fusti imbottiti di cartone; fusti stampati in compensato con rivestimenti in polietilene del peso netto di 20-30 kg.

Il latte in polvere in contenitori di consumo (ad eccezione delle confezioni incollate con fodere di cellophane) e contenitori di trasporto con fodere in polietilene viene conservato a una temperatura compresa tra 0 e 10 ° C e un'umidità relativa non superiore all'85% per non più di 8 mesi dalla data di produzione. Il latte in polvere in confezioni incollate con fodere in cellophane e fusti stampati in compensato con fodere in cellophane e pergamena viene conservato a una temperatura compresa tra 0°C e 20°C e con un'umidità relativa dell'aria non superiore al 75% per non più di 3 mesi dalla data di produzione.

La marcatura dell'imballaggio di consumo, il suo contenuto, il luogo e il metodo di applicazione devono essere conformi a GOST R51074. La marcatura del contenitore di spedizione in cui il prodotto è imballato direttamente deve essere conforme a GOST 23561. La marcatura dell'imballaggio di gruppo e del contenitore di spedizione in cui il prodotto è imballato nella confezione del consumatore deve essere conforme a GOST 23651.

Il latte preparato viene pulito su un separatore centrifugo-detergente per latte, quindi normalizzato e pastorizzato secondo le modalità sopra descritte. Dopo la pastorizzazione, il latte entra per addensarsi in un evaporatore sottovuoto a tre stadi, funzionante secondo il principio del film cadente. Il latte condensato in una frazione di solidi al 43-52% di solidi viene omogeneizzato, inviato a un contenitore intermedio dotato di agitatore e camicia di riscaldamento. Dal contenitore intermedio, il latte condensato viene pompato nella camera di essiccazione. Allo stesso tempo, deve avere una temperatura di almeno 40 ° C.

Il latte in polvere viene raffreddato con aria nel sistema di trasporto pneumatico. Il prodotto secco raffreddato dal silo di stoccaggio intermedio viene trasportato all'imballaggio.

3 . Calcolo del prodotto

L'impresa riceve latte per un importo di 50 tonnellate con una frazione di massa di grasso (mfl) del 3,5%.

Dopo la separazione, otteniamo latte scremato con mdzh. 0,05% e crema con mdzh. 35%. Determiniamo la quantità di latte scremato e panna dopo la separazione senza tener conto delle norme sulle perdite ammissibili.

La quantità di panna con una quantità nota di latte separato è determinata dalla formula (3.1):

dove C l - la quantità di crema;

Sulla base di ciò, otteniamo la seguente quantità di crema, che verrà inviata per l'ulteriore lavorazione al laboratorio del burro:

La quantità di latte scremato con una quantità nota di latte separato è determinata dalla formula (3.2):

dove M circa - la quantità di latte scremato;

M - la quantità di latte intero;

F m, F sl, F o - contenuto di grassi rispettivamente di latte intero, panna e latte scremato.

Quindi, otteniamo la seguente quantità di latte scremato:

Controlliamo la correttezza dei calcoli utilizzando l'equazione del bilancio del grasso (formula (3.3)) della miscela:

dove F m, F sl, F o - contenuto di grassi rispettivamente di latte intero, panna e latte scremato;

M, M sl, M o - rispettivamente la quantità di latte intero, panna e latte scremato.

Presentiamo i risultati ottenuti nella Tabella 3.1.

Tabella 3.1 - Tabella riepilogativa per entrate e consumi di materie prime

Durante l'ispessimento, la composizione del latte in scatola può essere determinata in base alla molteplicità di concentrazione o ispessimento. La molteplicità della concentrazione mostra quante volte aumentano le frazioni di massa del residuo secco e dei suoi componenti o quante volte diminuisce la massa del prodotto condensato rispetto alla massa della materia prima. La molteplicità della concentrazione è calcolata dalle seguenti relazioni (3.4):

dove n - molteplicità di concentrazione (ispessimento);

m centimetro, m eccetera- massa della miscela iniziale e del prodotto;

DA eccetera, E tsr, SOMO eccetera - frazione in massa di solidi, grasso, residuo secco di latte magro nel prodotto e, di conseguenza, nella miscela iniziale ( DA centimetro, E centimetro, SOMO centimetro).

Nel nostro caso, la miscela iniziale è latte scremato con una frazione di massa solida dell'8,9% e il prodotto è latte condensato con una frazione di massa solida del 46% (46-50% secondo i documenti normativi). Sulla base di questi dati, la molteplicità della condensazione è pari a:

Conoscendo la molteplicità della condensazione, possiamo determinare la massa del prodotto condensato utilizzando la formula (3.5):

Durante la produzione di SOM, il latte condensato con una frazione di massa di solidi del 46% viene essiccato in latte in polvere con una frazione di massa di solidi del 95%. In base a ciò, conoscendo la massa del latte condensato (15021,46 kg), possiamo determinare la massa del latte scremato in polvere:

9012,9kg - Xkg;

Presentiamo i calcoli in una tabella riassuntiva (tabella 3.2).

Tabella 3.1 - Tabella riassuntiva per il calcolo del prodotto

Pertanto, su 50 tonnellate di latte fornite all'azienda, con una frazione di massa di grassi del 3,5%, otteniamo 5 tonnellate di panna con una frazione di massa di grassi del 35%, che vengono inviate al laboratorio del burro, e 4 tonnellate di SMP con una frazione di massa di contenuto di grassi dello 0,3%.

4 . Requisiti per la qualità e la sicurezza del latte scremato in polvere

Il latte scremato in polvere è prodotto in conformità con i requisiti di GOST R 52791-2007 “Latte in scatola. Latte in polvere. Specifiche" secondo le istruzioni tecnologiche approvate nel modo prescritto.

Secondo gli indicatori organolettici, il latte scremato in polvere deve soddisfare i requisiti presentati nella Tabella 4.1.

Tabella 4.1 - Caratteristiche organolettiche del latte scremato in polvere

La determinazione degli indicatori organolettici di SOM viene effettuata in conformità con GOST 29245--91 “Latte in scatola. Metodi per la determinazione degli indicatori fisici ed organolettici.

Secondo gli indicatori fisici e chimici, il latte scremato in polvere deve rispettare gli standard indicati nella Tabella 4.2.

Tabella 4.2 - Parametri fisico-chimici del latte scremato in polvere

La determinazione della frazione di massa di umidità SOM viene effettuata in conformità con GOST 29246--91 “Latte in scatola secco. Metodi di determinazione dell'umidità”.

La determinazione della frazione di massa del grasso SOM viene effettuata in conformità con GOST 29247--91 “Latte in scatola. Metodi per la determinazione del grasso.

La determinazione dell'acidità di SOM viene effettuata in conformità con GOST 30305.3--95 “Latte in scatola condensato e prodotti a base di latte in polvere. Metodi titrimetrici per l'esecuzione di misure di acidità.

La determinazione dell'indice di solubilità SOM viene effettuata in conformità con GOST 30305.4--95 “Latte in scatola secco. Metodologia per l'esecuzione delle misure dell'indice di solubilità”.

La determinazione del contenuto di piombo, cadmio e mercurio viene effettuata secondo GOST R 51301-99 “Prodotti alimentari e materie prime alimentari. Metodi voltammetrici di stripping per determinare il contenuto di elementi tossici, secondo GOST 30178-96 Materie prime e prodotti alimentari. Metodo di assorbimento atomico per la determinazione degli elementi tossici.

Tabella 4.3 - Livelli ammissibili di sostanze pericolose nel latte scremato in polvere

Determinazione del contenuto di pesticidi - secondo GOST 23452-79 “Latte e prodotti lattiero-caseari. Metodi per la determinazione delle quantità residue di pesticidi organoclorurati”.

Secondo gli indicatori microbiologici, il latte scremato in polvere deve soddisfare i requisiti della legge federale n. 88-FZ "Regolamento tecnico per latte e latticini". Questi requisiti sono specificati nella Tabella 4.4.

La determinazione di QMAFAnM in SOM viene effettuata secondo GOST 10444.15-94 “Prodotti alimentari. Metodi per la determinazione del numero di microrganismi aerobi mesofili e anaerobi facoltativi.

Tabella 4.4 - Il contenuto di microrganismi nel latte scremato in polvere

La determinazione dei batteri del genere Salmonella in SOM viene effettuata secondo GOST R 52814--2007 (ISO 6579:2002) “Prodotti alimentari. Metodo per la rilevazione dei batteri del genere Salmonella.

La determinazione di BGKP in SOM viene effettuata secondo GOST R 52816--2007 “Prodotti alimentari. Metodi per il rilevamento e la determinazione del numero di batteri del gruppo di Escherichia coli (batteri coliformi).

La determinazione del contenuto di Staphylococcus aureus in SOM viene effettuata secondo GOST 30347--97 “Latte e prodotti lattiero-caseari. Metodi per la determinazione dello Staphylococcus aureus.

Determinazione di lieviti e muffe - secondo GOST 10444.12-88 “Prodotti alimentari. Metodo per la determinazione di lieviti e muffe.

5 . vizilatte scremato in polvere

A seconda della natura dei cambiamenti fisico-chimici nelle parti costitutive del latte durante il processo di produzione e conservazione, nei prodotti possono comparire alcuni difetti.

Solubilità ridotta prodotti lattiero-caseari secchi si osserva una forte denaturazione delle proteine ​​del siero durante il processo di essiccazione. Il difetto si verifica anche quando si immagazzina un prodotto con un contenuto aumentato di grasso libero, che passa sulla superficie delle particelle secche e riduce la bagnabilità. Il rilascio di grasso libero è facilitato da un maggior contenuto di umidità nel prodotto (oltre il 7%). L'umidità provoca la cristallizzazione del lattosio con contemporanea destabilizzazione del grasso. L'aumento del contenuto di umidità dei latticini secchi, così come lo stoccaggio in confezioni non ermetiche, porta ad una diminuzione della solubilità dovuta alla denaturazione proteica e alla formazione di melanoidine poco solubili. Le proteine ​​si denaturano in presenza di umidità libera nei prodotti (l'umidità legata non modifica le proprietà colloidali della proteina). A questo proposito, il contenuto di umidità nel latte in polvere non deve superare il 4-5%.

Oscuramento del latte in scatola si verifica quando si forma una grande quantità di melanoidine a seguito della reazione tra i gruppi amminici delle proteine ​​e il gruppo aldeidico del lattosio e del glucosio. Il difetto si forma a seguito della conservazione a lungo termine di latticini secchi in contenitori non ermetici (in condizioni di elevata umidità). La formazione di melanoidine nel latte in polvere è accompagnata da un imbrunimento del prodotto, dalla comparsa di gusto e odore specifici sgradevoli e da una diminuzione della solubilità. Per evitare l'oscuramento del latte in polvere, è necessario rispettare i requisiti per il contenuto di umidità (4-5%) e la tenuta della confezione. sapore rancido a causa dell'idrolisi del grasso sotto l'azione della lipasi rimanente dopo la pastorizzazione. Si trova nei prodotti lattiero-caseari essiccati a spruzzo.

6 . Valutazione di conformità del latte scremato in polvere

Il latte e i prodotti della sua lavorazione venduti sul territorio della Federazione Russa sono soggetti a conferma obbligatoria della conformità ai requisiti della legge federale n. 88-FZ "Regolamento tecnico per latte e prodotti lattiero-caseari" (di seguito legge federale n. dichiarazioni sulla conformità (di seguito - dichiarazione di conformità) o certificazione obbligatoria secondo gli schemi stabiliti dalla legge federale n. 88. Conferma volontaria il rispetto dei requisiti delle norme nazionali, delle norme delle organizzazioni, dei codici di condotta, dei sistemi di certificazione volontaria e dei termini dei contratti per il latte e i suoi prodotti di trasformazione, i processi per la loro produzione, stoccaggio, trasporto, vendita e smaltimento è effettuato su iniziativa di richiedente sotto forma di certificazione volontaria. Il richiedente ha il diritto di scegliere la forma di conferma di conformità e lo schema di conferma di conformità previsti per il latte e i prodotti della sua lavorazione dalla legge federale n. 88.

Il latte scremato in polvere ha una lunga durata di conservazione (più di 30 giorni), pertanto, in conformità con i requisiti della legge federale n. 88, la conferma della conformità con SMP viene effettuata sotto forma di dichiarazione di conformità utilizzando il 3d, 4d , 5d o 7d, o sotto forma di certificazione obbligatoria utilizzando lo schema 3c, 4s, 5s o 6s.

Dichiarazione di conformità latte e prodotti della sua trasformazione è effettuata adottando una dichiarazione di conformità basata su proprie evidenze e (o) sulla base di evidenze ottenute con la partecipazione di un organismo di certificazione e (o) di un laboratorio di prova accreditato (centro) (di seguito indicato come terzo). Quando si dichiara la conformità dei prodotti di trasformazione del latte prodotti in serie, il periodo di validità di tale dichiarazione di conformità non è superiore a cinque anni. I seguenti schemi per la dichiarazione di conformità vengono utilizzati per confermare la conformità del SOM ai requisiti della legge federale n. 88:

1) 3d- dichiarazione di conformità del latte o dei prodotti della sua lavorazione sulla base di risultati positivi di studi (test) su campioni tipo di questi prodotti, ottenuti con la partecipazione di terzi, e un certificato del sistema di qualità nella fase di produzione di questi prodotti;

2) 4d- dichiarazione di conformità del latte o dei prodotti della sua lavorazione sulla base di risultati positivi di studi (test) su campioni tipo di tali prodotti, ottenuti con la partecipazione di terzi, e un certificato del sistema di qualità nella fase di controllo e collaudo di questi prodotti;

3) 5 D- dichiarazione di conformità di un lotto di latte o prodotti della sua lavorazione sulla base di risultati positivi di studi (test) ottenuti da un campione rappresentativo di campioni da un lotto di questi prodotti con la partecipazione di una terza parte;

4) 7d- dichiarazione di conformità del latte o dei prodotti della sua trasformazione sulla base di risultati positivi di studi (prove) su campioni tipo di tali prodotti, eseguiti in proprio o con il coinvolgimento di altre organizzazioni per conto del richiedente, e un certificato di qualità certificato di sistema in fase di progettazione e produzione di questi prodotti.

Il richiedente accetta la dichiarazione di conformità, la registra secondo la procedura stabilita dalla legislazione della Federazione Russa. La ricorrente contrassegna la SOM, per la quale è stata accettata la dichiarazione di conformità, con il marchio di circolazione sul mercato.

Certificazione obbligatoria prodotti della trasformazione del latte è effettuata da un organismo di certificazione del prodotto il cui ambito di accreditamento copre i prodotti alimentari, compresi i prodotti della trasformazione del latte, sulla base di un accordo tra il richiedente e l'organismo di certificazione del prodotto secondo gli schemi stabiliti dalla legge federale n. 88 .

Il certificato di conformità per i prodotti di trasformazione del latte di produzione industriale viene rilasciato per un periodo determinato dall'organismo di certificazione in funzione dello stato di produzione di tali prodotti e della stabilità della loro qualità, ma non superiore a tre anni. I seguenti schemi di certificazione obbligatori vengono utilizzati per confermare la conformità del SOM ai requisiti della legge federale n. 88:

1) 3s- certificazione dei prodotti di trasformazione del latte di produzione industriale sulla base dell'esito positivo dei test su campioni tipo ottenuti con la partecipazione di un laboratorio di prova accreditato (centro), con successivo controllo da parte dell'ente di certificazione di prodotto per i prodotti di trasformazione del latte certificati;

2) 4s- certificazione dei prodotti di trasformazione del latte di produzione industriale sulla base di risultati positivi di test su campioni tipo ottenuti con la partecipazione di un laboratorio di prova accreditato (centro) e analisi dello stato di produzione di tali prodotti con successivo controllo da parte dell'ente di certificazione del prodotto per certificati prodotti della trasformazione del latte e, se necessario, lo stato della loro produzione;

3) 5s- certificazione di prodotti di trasformazione del latte di produzione industriale sulla base di risultati positivi di test su campioni tipo di tali prodotti, ottenuti con la partecipazione di un laboratorio di prova accreditato (centro), e certificazione del sistema di gestione della qualità del richiedente con successivo controllo dell'ente di certificazione del prodotto per i prodotti di trasformazione del latte certificati e organismo per la certificazione dei sistemi di gestione della qualità per il sistema di gestione della qualità certificato del richiedente;

4) 6s- certificazione di un lotto di prodotti della lavorazione del latte sulla base di risultati positivi di studi (test) su un campione rappresentativo di campioni di tali prodotti ottenuti con la partecipazione di un laboratorio di prova accreditato (centro).

Il richiedente, ricevuto un certificato di conformità per la SOM, lo contrassegna con il marchio di circolazione sul mercato. Il richiedente, nella produzione e vendita di SMP, adotta le misure necessarie per garantire la sua conformità ai requisiti della legge federale n. 88.

Conclusione

La moderna lavorazione industriale del latte è un insieme complesso di processi chimici, fisico-chimici, microbiologici, biochimici, biotecnologici, termofisici e altri ad alta intensità di manodopera e specifici. Questi processi sono finalizzati alla produzione di prodotti lattiero-caseari contenenti tutti o parte dei componenti del latte. La produzione di latte in scatola è associata alla conservazione di tutti i solidi nel latte dopo averne rimosso l'umidità.

Le aziende lattiero-casearie sono dotate di un gran numero di apparecchiature per la lavorazione. Il funzionamento razionale delle apparecchiature tecnologiche richiede una profonda conoscenza delle sue caratteristiche e caratteristiche di progettazione. Quando si utilizzano moderne attrezzature tecnologiche, è importante preservare al massimo il valore nutritivo e biologico delle materie prime componenti i prodotti caseari prodotti.

La volontà dei produttori di migliorare le proprietà organolettiche, garantire la sicurezza e la redditività dei prodotti e rispettare il marchio originale porta a un cambiamento dei metodi di produzione tradizionali, alla razionalizzazione della composizione, allo sviluppo di prodotti lattiero-caseari combinati con l'aggiunta di prodotti non componenti lattiero-caseari e l'uso di vari additivi alimentari. Inoltre, la fattibilità economica non sempre corrisponde agli indicatori di qualità, valore nutrizionale e biologico del prodotto finito. Pertanto, un aumento dei tempi di vendita dei prodotti lattiero-caseari comporta una perdita del loro valore biologico. A questo proposito, il compito urgente dell'industria lattiero-casearia è preservare i metodi tradizionali di produzione di prodotti lattiero-caseari di alta qualità.

Elenco delle fonti utilizzate

1. Legge federale n. 88-FZ Norme tecniche per latte e prodotti lattiero-caseari [Testo]. - Inserito 2008-06-12.

2. GOST R 52791-2007. Latte in scatola. Latte in polvere. Specifiche [Testo]. - Ingresso. 2007-12-19. - M.: Gosstandart della Russia: IPK Casa editrice di standard, 2007. - 8 p.

3. GOST R 52054-2003. Il latte di mucca è crudo. Specifiche [Testo]. - Ingresso. 2004-01-01. - M.: Gosstandart della Russia: casa editrice IPK degli standard, 2004. - 12 p.

4. Bredikhin S.A. Tecnologia e tecnologia della lavorazione del latte [Testo] - M.: Kolos, 2003. - 400 p. -ISBN 5-9532-0081-1.

5. Krus, G.N. Tecnologia del latte e dei prodotti lattiero-caseari [Testo] / Khramtsov A.G., Volokitina Z.V., Karpychev S.V. - M.: KolosS, 2006. - 455 p. -ISBN 5-9532-0166-4.

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La natura non ha appena inventato un prodotto alimentare come il latte. Grazie a lui, non solo i bambini piccoli, ma anche i cuccioli di vari animali ricevono nutrienti per il pieno sviluppo del corpo.

Attualmente, gli usi umani del latte sono molto più diversificati rispetto a prima. Ora il latte è l'ingrediente principale di un numero enorme di piatti. Viene utilizzato nella produzione di dolci e formaggi, latticini. La tecnologia di produzione del latte è in gran parte determinata dal modo in cui vengono tenuti gli animali. Il più comune oggi è un metodo vincolato per tenere il bestiame libero e sciolto, oltre a uno combinato.

Per molti secoli di seguito, le persone hanno utilizzato esclusivamente latte fresco per il consumo di latte, poiché non sapevano come lavorarlo per la conservazione e il trasporto a lungo termine. Con lo sviluppo della tecnologia, nel tempo è stato inventato il latte in polvere. Cos'è il latte in polvere? È una polvere solubile. Si ottiene essiccando il latte vaccino intero. Il latte in polvere ha trovato ampia applicazione in cucina e nella produzione di alimenti per l'infanzia. Tale latte ha una durata di conservazione abbastanza lunga e può essere diluito in acqua normale.

Produzione di latte in polvere

Questo processo tecnologico comprende diverse fasi, e queste sono: accettazione delle materie prime e loro preparazione, purificazione delle materie prime e loro normalizzazione, pastorizzazione e raffreddamento, ispessimento in uno speciale evaporatore sottovuoto e omogeneizzazione, essiccazione a spruzzo e la fase finale - confezionamento del prodotto risultante.

Diamo un'occhiata più da vicino a tutte le fasi della produzione di latte in polvere. La materia prima risultante viene riscaldata a una temperatura compresa tra 35 e 40 gradi Celsius. Dopo il riscaldamento, passa attraverso uno speciale filtro di pulizia, dove viene filtrato. Come risultato dello sforzo, le impurità estranee rimangono nel filtro sotto forma di erba e sabbia, sporcizia. Il riscaldamento primario del latte viene effettuato per facilitare la miscelazione con vari indicatori organolettici, tra cui la densità del prodotto e il suo contenuto di grassi. Successivamente, ha luogo il processo di normalizzazione o, in altre parole, viene stabilito il contenuto di grassi richiesto dalla tecnologia. A tale scopo parte del latte intero viene inviato alla scrematrice. Attraverso il suddetto apposito dispositivo si ottengono separatamente panna e latte scremato.

La risultante miscela normalizzata viene quindi inviata all'impianto, dove avviene il processo di pastorizzazione. In questa installazione, il prodotto viene riscaldato alla temperatura desiderata. La temperatura di riscaldamento dipende dallo schema di pastorizzazione. Se viene selezionata la pastorizzazione a lungo termine, il riscaldamento avviene a una temperatura di 63-65 gradi e dura 30-40 minuti. Con la pastorizzazione breve, la temperatura è di 85-90 gradi e la durata è di 30-60 secondi, con la pastorizzazione istantanea - solo pochi secondi, ma la temperatura è fino a 98 gradi. Quindi avviene il processo di raffreddamento del latte pastorizzato. Dopo il raffreddamento, il latte viene posto in un serbatoio di stoccaggio (apposito serbatoio), quindi, nella quantità richiesta, sotto vuoto, dove viene condensato fino a raggiungere un contenuto di frazioni di massa di solidi nella quantità del 40 percento. Segue la fase di omogeneizzazione, in cui la massa di latte assume una consistenza uniforme. Da qui il latte viene inviato alla camera di essiccazione. Dopo l'essiccazione, il latte in polvere finito viene inviato alla tramoggia di stoccaggio. Poi c'è un processo di setacciatura, dopo di che il latte in polvere in polvere viene alimentato al confezionamento in contenitori.

Produzione di latte condensato

Esistono diversi modi per produrre questo latticino. Consideriamo uno di loro. Nella fase iniziale viene effettuata l'accettazione della materia prima e ne viene valutata la qualità. Segue il processo di preparazione della materia prima, la sua dissoluzione e la miscelazione dei componenti. Successivamente viene eseguito il processo di omogeneizzazione della miscela e la sua pastorizzazione, e quest'ultima è una fase molto importante dell'intero processo associato alla produzione di latte condensato. Come risultato di questo processo, il latte viene riscaldato a una temperatura di 90-95 gradi Celsius. A questa temperatura, la microflora patogena viene distrutta nel latte e le proprietà fisico-chimiche del prodotto si stabilizzano.

Dopo il processo di pastorizzazione, il latte conserva la sua forma liquida. Successivamente, il latte viene raffreddato a 70-75 gradi, quindi viene aggiunto lo zucchero. Lo zucchero viene aggiunto nella sua forma abituale, quindi è possibile utilizzare lo sciroppo preparato (l'acqua viene riscaldata in piccole quantità a una temperatura di 60 gradi. Successivamente, viene aggiunto lo zucchero pre-setacciato, la miscela risultante viene riscaldata a 90-95 gradi , e questa temperatura viene mantenuta fino a quando lo zucchero non si è completamente sciolto, lo sciroppo risultante viene filtrato e solo successivamente aggiunto al latte). Lo sciroppo viene aggiunto al latte finché non si addensa. Prima di versare lo sciroppo risultante nel latte, viene filtrato.

Successivamente, la miscela di latte con lo zucchero viene inviata ad un apposito evaporatore sottovuoto. Qui entra in una vasca speciale, dove bolle all'istante e poi si addensa. Successivamente, la miscela risultante viene raffreddata a 20 gradi Celsius. Dopo il raffreddamento, il seme viene aggiunto al latte. Il seme, questo lattosio, che viene ridotto in polvere. Nell'ultima fase, il latte condensato risultante viene confezionato in contenitori. Questi possono essere lattine o lamister, bicchieri di polistirolo o bottiglie di polipropilene. A seconda del contenitore, anche la durata di conservazione del latte condensato varia.

Video sulla produzione di latte

Trasformare un prodotto pastorizzato in una polvere secca è redditizio e relativamente facile. Questo metodo di conservazione del latte vaccino è vantaggioso sia per il produttore che per il consumatore: elevate caratteristiche qualitative e lunga conservabilità del prodotto. Ci sono poche imprese operative nel paese (ci sono 72 stabilimenti lattiero-caseari in Russia). Un prodotto alimentare ricercato e una nicchia di produzione non riempita sono chiari vantaggi per un uomo d'affari alle prime armi.

Vantaggi della produzione propria

• Concorrenza bassa.
• Alta redditività.
• Requisiti di qualità fedeli (GOST).
• Investimento adeguato.
• Rimborso veloce.
• Basso costo delle materie prime.
• Aumento della domanda e delle vendite di prodotti.
• Una vasta gamma di prodotti in vendita - una vasta gamma di applicazioni.

Base giuridica: responsabilità e controllo

Per costruire un processo in modo legale, dovresti:

• registrare un'impresa;
• redigere atti costitutivi;
• stipulare contratti con fornitori di materie prime;
• concludere un contratto di lavoro con la forza lavoro.

Per produrre latte in polvere di alta qualità è necessario:

• familiarizzazione con i requisiti di GOST 4495-87;
• sviluppo della tecnologia di produzione.

Seguire lo standard statale per la produzione di latte in polvere e un processo di produzione adeguatamente costruito è una garanzia della domanda del prodotto. I requisiti di qualità sono imposti sul contenuto di grassi, che dipende dal tipo di latte in polvere.

Produzione di latte intero in polvere - fornitura di prodotti con una frazione di massa grassa del 25%. Questo prodotto è ottenuto da materie prime intere. Una percentuale maggiore di inclusioni grasse riduce la durata di conservazione del prodotto. Sul latte vaccino con indicatori a basso contenuto di grassi, viene costruita la produzione di latte scremato in polvere, il suo contenuto di grassi sarà dell'1,5% in uscita. Una piccola percentuale di grasso non consente di sottoporlo al processo di recupero, cioè diluito con acqua. Viene prodotto anche un prodotto in polvere come base per le pappe.

Nel caseificio, devono essere osservati i requisiti standard:

• il riscaldamento;
• fognatura;
• ventilazione (pezzo);
• il pavimento e le pareti ad un'altezza di 2,5 m devono essere rivestiti con piastrelle;
• illuminazione (sia naturale che artificiale);
• fornitura di energia elettrica con prese (220 e 380 volt);
• disponibilità di un ripostiglio separato.

Meno costi richiederanno un mini-laboratorio, progettato per fornire un volume minore di latte in polvere. Una mini-fabbrica per la produzione di latte in polvere in futuro è in grado di aumentare il numero di prodotti forniti e svilupparsi in un impianto. Il futuro promettente di un'impresa di medie dimensioni è una linea di produzione di latte in polvere ampliata, compresi i prodotti a base di latte fermentato. Si prevede di installare apparecchiature aggiuntive per la manutenzione di tale linea.

Come si fa il latte in polvere per mantenerlo fresco più a lungo? Durante l'essiccazione del latte vaccino, vengono preservate tutte le proprietà utili e la durata di conservazione del prodotto secco è di 8 mesi, che è superiore a quella del pastorizzato o sterilizzato. In alcuni tipi di latte in polvere - fino a due anni - il metodo di confezionamento sottovuoto e l'uso di gas inerti ne aumentano la durata. Senza grassi - non si rovina fino a 3 anni.

Conservazione del latte essiccato

La tecnologia per la produzione del latte in polvere è semplice e consiste nella trasformazione del latte concentrato in una massa in polvere in regime di alta temperatura. Questo metodo consentirà una lunga durata di conservazione del prodotto e si chiama essiccazione a spruzzo. Lo schema tecnologico di produzione è collegato in una catena di operazioni e comprende le fasi di preparazione del latte crudo (normalizzazione), il suo trattamento termico (pastorizzazione), l'ispessimento, nonché l'essiccazione e l'imballaggio. Ognuno richiede l'uso di attrezzature speciali che automatizzeranno il processo.

Dopo l'accettazione, la materia prima riscaldata a 40°C viene trasportata al depuratore del latte, dove viene filtrata attraverso un sistema di filtrazione. Qui vengono rimosse varie impurità sotto forma di sabbia, erba e sporcizia.

Questo è il riscaldamento primario. Occorre fare in modo che il latte con caratteristiche organolettiche diverse si mescoli meglio e diventi omogeneo. Dopo la miscelazione, il latte viene parzialmente immesso nella scrematrice. Ottieni prodotto scremato e crema in fase di normalizzazione.

La miscela normalizzata viene inviata all'unità di pastorizzazione e riscaldata per 30-40 minuti a 63-65°C, ottenendo un diverso grado di pastorizzazione. Il latte viene immediatamente pastorizzato - a una temperatura compresa tra 85 e 90 ° C. Quindi il latticino viene disinfettato.

Il latte pastorizzato viene trasportato ad un sistema di stoccaggio (serbatoio), quindi ad un impianto di evaporazione sottovuoto. Lì è addensato.

Successivamente, il latte viene omogeneizzato nel processo di omogeneizzazione e inviato tramite una pompa dosatrice alla camera di essiccazione. Nell'ultima fase, il latte in polvere entra nella tramoggia di stoccaggio, viene setacciato e confezionato.

Selezione della linea di produzione

Ci sono molte offerte per la vendita di attrezzature per la produzione di latte in polvere. Come fare la scelta migliore che soddisfi la configurazione, il grado di automazione e il prezzo?

Dove acquistare attrezzature per la produzione di latte in polvere e quale scegliere? Dopotutto, oltre alla linea di produzione obbligatoria, sono presenti anche attrezzature aggiuntive: un nastro trasportatore, un ciclone, un pastorizzatore, un generatore di vapore e un ventilatore. L'attrezzatura necessaria comprende 4 unità dell'impianto di essiccazione:

• Pompa ad alta pressione;
• camera di essiccazione;
• contenitori per l'accumulo di materie prime e latte finito in polvere;
• e una macchina imballatrice.

Una linea di produzione a tutti gli effetti, comprese le attrezzature, costa circa 55 milioni di rubli.

Sebbene il prezzo dell'attrezzatura sia impressionante, si ripaga rapidamente con una fornitura ininterrotta di prodotti. Per aprire un'attività acquistando solo un evaporatore sottovuoto, avrai bisogno da 3 a 10 milioni di rubli. Il produttore, l'anno di produzione, la potenza e il costo delle apparecchiature aggiuntive svolgono un ruolo.

Sono in vendita attrezzature usate, il cui acquisto farà risparmiare da 500mila a 1 milione di rubli. Un imprenditore alle prime armi può contattare il produttore, dove il prezzo sarà inferiore. L'espansione della linea con un'unità del vuoto costerà circa 10 milioni di rubli, il che è insopportabile per un principiante.

Piccolo essiccatoio conveniente ed economico per la produzione di prodotti in piccoli volumi. Il serbatoio da 100 litri consente di risparmiare energia (consumo - da 19 a 25 kW / h). Per installarlo non è necessario molto spazio: circa 1,5 m 2 e il peso è di 200 kg.

Entrare nel mercato internazionale è una prospettiva che si profila davanti all'immaginazione di un uomo d'affari. I prezzi sui mercati esteri, infatti, consentono di recuperare rapidamente i costi.

Prezzo per tonnellata di latte scremato in polvere:

• in America, Canada - fino a $ 3600;
• in Australia - fino a $ 4100;
• in Europa - $ 3500.

Il latte intero in polvere si vende a prezzi ancora più alti.

Caratteristiche merceologiche delle materie prime e dei semilavorati. I latticini in polvere sono un tipo di latte in scatola. Quest'ultimo può essere diviso in tre gruppi: condensato con lo zucchero, sterilizzato e secco. I prodotti a base di latte in polvere sono una polvere di particelle di latte agglomerato di varie forme e dimensioni, a seconda del tipo di prodotto e del metodo di essiccazione.

I latticini secchi hanno un alto valore nutrizionale ed energetico. Il latte intero in polvere contiene il 25,6% di proteine, il 25% di grassi, il 39,4% di lattosio e il latte scremato in polvere il 37,9% di proteine ​​e il 50,3% di lattosio. Questi alimenti sono anche ricchi di vitamine e minerali. Il valore energetico di 100 g di latticini secchi è di 1500 ... 2500 kcal. Il contenuto di umidità dei latticini secchi non supera il 4%, il che garantisce una durata significativa della loro conservazione in confezioni ermetiche. Uno dei principali indicatori fisici e chimici del cibo secco in scatola è la solubilità, il cui valore può variare dall'80 al 99,5%, a seconda del metodo di essiccazione.

La gamma di latticini secchi è molto varia. Il principale tipo di latticini secchi prodotti dall'industria lattiero-casearia nazionale è il latte vaccino in polvere con una frazione di massa grassa del 15, 20, 25% e latte scremato, panna in polvere, nonché prodotti a base di latte acido essiccato e latticello.

Le materie prime per la produzione di latticini secchi sono latte di almeno 2° scelta e acidità non superiore a 20°T, panna con frazione in massa di grasso non superiore al 40% e acidità non superiore a 26° T, latte scremato e latticello con acidità non superiore a 20 °T.

Caratteristiche di produzione e consumo di prodotti finiti. I volumi di produzione di latte naturale e altri prodotti caseari durante l'anno sono disomogenei, soprattutto nel periodo autunno-invernale, quando l'offerta di latte fresco è ridotta. Uno dei modi per garantire una produzione lattiero-casearia ritmica è l'uso di latte in polvere prodotto in produzioni lattiero-casearie speciali. Inoltre, il latte in polvere consente di immagazzinare e trasportare economicamente grandi quantità di sostanza secca in regioni remote e per l'esportazione.

Le caratteristiche della produzione di prodotti lattiero-caseari secchi rispetto alla produzione di latte alimentare prevedono l'attuazione di un ulteriore trattamento termico del latte: evaporazione ed essiccazione.

Evaporazione progettato per rimuovere l'acqua e aumentare la concentrazione di solidi non volatili (fino al 50%), con conseguente formazione di latte condensato.

Tale latte o miscela di latte è un sistema colloidale. Sali e carboidrati sono contenuti nel latte condensato nello stato di una soluzione molecolare, le proteine ​​\u200b\u200bsono in uno stato colloidale e il grasso è sotto forma di emulsione.

Il latte viene solitamente evaporato sotto vuoto quando il punto di ebollizione del prodotto si abbassa. Questo metodo migliora le prestazioni tecnologiche dell'apparecchiatura e riduce l'impatto negativo dell'alta temperatura sulla qualità del latte in polvere. A seconda del numero di fasi di evaporazione, il punto di ebollizione viene mantenuto da 70...80 °C a 43...48 °C.

Il rapporto tra la concentrazione finale di qualsiasi componente del latte e la sua concentrazione iniziale è comunemente chiamato grado di ispessimento. Il valore di quest'ultimo dipende dal design dell'apparecchiatura dell'evaporatore. Il grado di ispessimento del latte in un evaporatore sottovuoto circolante è del 43...48%, e in uno a film - 52...54%, con una durata dell'ispessimento rispettivamente di 50 e 3...4 minuti.

Asciugaturaè destinato all'ottenimento di un prodotto lattiero-caseario con una concentrazione di solidi di almeno il 96%. Il latte viene solitamente essiccato in essiccatori a contatto o a spruzzo. Negli essiccatoi a contatto, il latte si asciuga a diretto contatto con la superficie calda dei fusti (rulli). A seconda del design di questi essiccatori, il latte può essere essiccato a pressione atmosferica a una temperatura di 110...130 °C e sottovuoto a una temperatura di 60...70 °C. Come agente essiccante viene utilizzato il vapore acqueo, immesso all'interno dei fusti e riscaldandone le superfici di lavoro.

Negli atomizzatori, il latte viene disperso mediante dischi o ugelli rotanti in goccioline fini. Un aumento della superficie specifica del prodotto durante l'asciugatura consente di intensificare il rilascio di umidità. A causa delle ridotte dimensioni delle gocce di latte (40...50 micron), la superficie di scambio dell'umidità raggiunge i 150...250 m 2 per metro cubo della camera di essiccazione. Pertanto, il tempo di asciugatura non supera i 4…6 s.

La durata di conservazione del latte intero essiccato in confezioni sigillate a una temperatura di 1 ... 10 ° C non supera i 10 mesi.

Fasi del processo tecnologico. La produzione di latte in polvere si compone delle seguenti fasi e operazioni principali:

- ricezione del latte, selezione per qualità e misurazione della quantità di latte ricevuta;

– depurazione da impurità meccaniche e raffreddamento del latte crudo;

– riscaldamento e separazione del latte;

– formazione di una miscela di latte normalizzata: normalizzazione, purificazione e pastorizzazione;

– addensamento del latte normalizzato;

– omogeneizzazione del latte condensato;

– essiccazione del latte condensato;

– raffreddamento del latte in polvere;

- confezionamento del prodotto finito in contenitori di consumo e trasporto.

Caratteristiche dei complessi di apparecchiature. La linea di produzione del latte in polvere inizia con un complesso di attrezzature per la preparazione del latte crudo alla lavorazione, comprendente pompe autoadescanti, flussimetri, filtri, gruppi di raffreddamento e serbatoi di stoccaggio del latte.

Il prossimo della linea è un insieme di attrezzature per la formazione di una miscela di latte normalizzata, contenente pompe, scambiatori di calore, separatori, dosatori di componenti, serbatoi e filtri per una miscela di latte normalizzata.

Inoltre, la linea contiene un complesso di apparecchiature per l'ispessimento del latte, con apparati sottovuoto multicassa o evaporatori sottovuoto circolanti, omogeneizzatori, filtri e serbatoi per il raffreddamento del latte condensato.

Il leader è un complesso di attrezzature per l'essiccazione del latte, compresi essiccatori, vagli vibranti e dispositivi per il raffreddamento del latte in polvere.

La linea si conclude con un set di attrezzature per il confezionamento del latte in polvere in contenitori di consumo e trasporto.

Lo schema macchina-hardware della linea di produzione del latte in polvere è mostrato in Figura 2.19.

Il dispositivo e il principio di funzionamento della linea. Dopo il controllo qualità, la contabilizzazione, la pulizia e il raffreddamento, il latte crudo viene caricato nei serbatoi di ricezione 1 . Il latte crudo viene pompato per la lavorazione da una pompa centrifuga 2 tramite riscaldatore a piastre 3 , separatori di latte 4 in separatore-normalizzatore 5 .

La normalizzazione del latte viene effettuata aggiungendovi panna, latte scremato o latticello. In una formula a base di latte normalizzato, il rapporto tra grasso e residuo magro del latte in polvere dovrebbe essere lo stesso del prodotto finito. Latte standardizzato dal serbatoio 6 pompato all'impianto di pastorizzazione-raffreddamento 7 . Il latte viene pastorizzato ad una temperatura di 95°C senza esposizione, filtrato e caricato nei serbatoi di alimentazione 8 .

Riso. 2.19. Schema macchina-hardware della linea di produzione del latte in polvere

Il latte viene addensato in un evaporatore sottovuoto a film. L'installazione comprende tre camere di riscaldamento 10 con separatori di vapore 11 , riscaldatori tubolari 13 e 14 , pipeline di prodotti con pompe 12 , sistema di alimentazione del vapore di riscaldamento 9 , condensatore 17 con pompe a getto di vapore 18 e pompe per il pompaggio del latte condensato 15 e condensa 16 .

Per l'evaporazione, il latte viene pompato dall'alto nei tubi della camera di riscaldamento 10 e scorre verso il basso, formando una pellicola sottile sulla superficie interna dei tubi. Il vapore di riscaldamento entra nello spazio anulare, riscalda il prodotto fino al punto di ebollizione. La miscela vapore-liquido del prodotto dalla sezione inferiore della camera di riscaldamento entra nel separatore-separatore di vapore 11 . In esso il flusso è suddiviso in vapore secondario, che entra nel riscaldamento della camera successiva, e prodotto evaporato, che viene pompato da una pompa nei tubi della camera successiva. Dall'ultima (terza) camera, il latte condensato viene pompato da una pompa 15 nel serbatoio intermedio 19 , e il vapore secondario entra nel condensatore 17 , si trasforma in un liquido e viene pompato 16 al sistema di raccolta della condensa.

Per evitare la formazione di fanghi di grasso, il latte condensato viene omogeneizzato. Questa operazione viene eseguita in un omogeneizzatore a due stadi 20 tipo di valvola. Il prodotto viene riscaldato a 55...60 °C e omogeneizzato ad una pressione di esercizio di 11,5...12,5 MPa nel primo stadio e di 2,5...3,0 MPa nel secondo stadio. Il latte condensato omogeneizzato viene filtrato e accumulato in un bagno agitato 21 .

Il latte condensato viene alimentato per l'essiccazione da una pompa ad ingranaggi 22 passando attraverso il disco spruzzatore 24 per dispersione. Prodotto atomizzato nel volume di lavoro della torre di essiccazione 25 essiccato in un'atmosfera di aria calda soffiata attraverso un riscaldatore 23 . La temperatura dell'aria che entra nella torre di essiccazione è di 165…180 °С e la temperatura dell'aria di scarico è di 65…85 °С.

Il latte in polvere viene scaricato dalla torre 25 tramite cicloni 26 e 27 , setacciato su un setaccio con una maglia di 22 mm e raffreddato a 15 ... 20 ° C in un sistema di trasporto pneumatico 28 . Il latte in polvere refrigerato viene confezionato in contenitori di consumo utilizzando una macchina 29 . I pacchetti di latte sono posti in scatole.