Способ получения сухих молочныхпродуктов

Способ получения сухих молочныхпродуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

011827006

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.06.79 (21) 2781541/28-13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл з

А 23 С 1/00

F 26 В 3/12

Государственный комитет (53) УДК 637.143.4 (088.8) ла делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения П. В. Кузнецов, Ю. И. Филатов, В. Д. Харитонов, В. Й. Базиков, В. Я. Грановский, Ю. Н. Хажинский, В. И. Зеленин и Ю. М. Шаманов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХИХ МОЛОЧНЫХ

ПРОДУКТОВ

Изобретение относится к способам получения сухих молочных продуктов и может быть использовано в молочной промышленности, в особенности для получения сухого обезжиренного молока, сухого молока с пониженным содержанием жира, сухого цельного молока, сухого заменителя цельного молока, сухой сыворотки и других п роду ктов.

Известен способ получения сухих молочных продуктов, при котором продукт, преимущественно в виде концентрата, подвергают распылительной сушке горячим воздухом с применением вращающегося диска до влажности основного продукта на 2—

15% выше требуемой, и досушивают горячим воздухом до требуемой влажности, причем частицы продукта размером 15—

30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного при сушке и досушке, смешивают с основным продуктом таким образом, чтобы исключить их агломерацию с частицами основного продукта, а также между собой (1). При осуществлении этого способа частицы размером 15 — 30 мкм отделенные от сушильного агента, либо смешивают между собой и направляют в основной продукт в любое место процесса досушки, либо направляют в основной продукт раздельно.

Этот способ не позволяет получать сухие молочные продукты с высокой степенью однородности состава..

Известен также способ получения сухих д молочных продуктов, предусматривающий сушку, их последующую досушку, отделение частиц размером 15 — 30 мкм от сушильного агента и смешение их с основным продуктом, удаление из основного

10 продукта во время досушки с помощью сушильного агента частиц размером менее

15 мкм, отделение этих частиц от сушильного агента и связывание их с частицами основного продукта во время досушки (2).

1 Недостаток такого способа заключается в нестабильности процесса, возникающей вследствие недостаточной прочности связей между частицами размером менее

15 мкм и частицами основного продукта.

0 Цель изобретения — повышение стабильности процесса путем обеспечения более прочных связей между частицами размером менее 15 мкм и частицами основного продукта.

Указанная цель достигается тем, что частицы продукта размером менее 15 мкм перед их связыванием с частицами основного продукта увлажняют до 4 — 20%.

Кроме того, для интенсификации процес30 са сушки досушку основного продукта про827006 водят в два этапа, при этом отделение частиц размером 15 — 30 мкм от сушильного агента после сушки и после первого этапа досушки ведут одновременно, а влажность основного продукта в конце первого этапа досушки поддерживают на уровне 2,5 — 1Оо/о. К тому же частицы размером менее 15 мкм увлажняют путем дросселирования в занимаемый ими объем воздуха с температурой 10 — 40 С, давлениемм 0,15 — 0,8 мПа и влажностью 70—

100О/о. После увлажнения частиц последние дополнительно увлажня!От. Причем дополнительное увлажнение частиц продукта размером менее 15 мкм осуществляют распылением водных растворов компонентов молока.

На фиг. 1 изображена функциональная схема процесса сушки по предлагаемому способу получения сухих молочных продуктов при одноэтапной досушке; на фиг. 2— то же, при двухэтапной досушке; на фиг. 3 — график зависимости влажности сухого цельного молока после сушки от конечной температуры сушильного агента; на фиг. 4 — одна из возможных схем реализации предлагаемого способа при одноэтапной досушке; на фиг, 5 — то же, при двухэтапной досушке.

Предлагаемый способ осуществляют следующим о бр азо м (см. фиг. 1) . Подготовленный к сушке жидкий продукт распыливают и высушивают в потоке горячего воздуха. Во время сушки основной продукт высушивают до влажности 3 — 12 /о, а затем продукт досушивают в аэровиброкипящем слое до требуемой влажности готового продукта. При этом формируют гранулометрический состав готового продукта и структуру его частиц, а затем продукт охлаждают.

Формирование структуры частиц готового продукта и его гранулометрического состава во время досушки основного продукта осуществляют путем удаления частиц размером до 15 мкм и их связывания с частицами основного продукта.

Для удаления частиц размером до 15 мкм скорость сушильного агента над псевдоожиженным слоем поддерживают в пределах от 0,14 до 0,5 м/с. Конкретное значение скорости определяют исходя из физических свойств продукта. Для связывания этих частиц с частицами основного продукта их после отделения от сушильного агента увлажняют до 4 — 20 /о и смешивают с основным продуктом в любом месте его досушки таким образом, чтобы обеспечить требуемую влажность готового продукта в конце досушки.

Увлажнение частиц ведут путем дросселирования воздуха с давлением 0,15 — 0,8

МПа, температурой 10 — 40 С и влажностью 70 — 100 /О. При дросселировании воздуха его объем резко увеличивается, тем5 !

О

0

- Э

Зо

0 3

65 пература падает, и воздух отдает продукту избыточную влагу в виде конденсата. Дополнительное увлажнение частиц размером !II II! ! О Atiihii П;!РОМ II.!Н жнДКН>!П ПРОдуK тами производят в случае, если влаги, выделившейся при дросселировании воздуха, оказывается недостаточно для достижения требуемого значения влажности продукта, а также B случае, если необходимо получнть продукт со специфическими свойствамн. Как известно, при повторном увлажнении сухих молочных продуктов в первую очередь увлажняется поверхностный слой частиц, влажность которого оказывается выше средней на 2 — 10/о. Это обстоятельство обеспечивает образование надежных связей мелких частиц с частицами основного продукта.

При реализации предлагаемого способа мелкие частицы продукта размером 15—

30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на первой стадии сушки, СЪ! С il! I! IIßÞÒ С ОСНОВНЫЪ! ПРОДУКтоМ ВО ВРЕмя его досушки таким образом, чтобы иск:почалась взаимная агломерация частиц.

С целью интенсификации всего процесса сушки досушку основного продукта можно проводить в два этапа. В этом случае предлагаемый способ осуществляют следующим образом (см. фиг. 2). Подготовленный к су!ике жидкий продукт распыливают н высушивают в потоке горячего воздуха ,Iî влажности 3 — 12Я1, а затем досушивают в два этапа до требуемой влажности в готовом продукте. При этом сушильный агент, использованный во время сушки, подвергают очистке совместно с сушильным агентом, использованным на первом этапе досушки. Это позволяет объединить конструктивно сушку и первый этап досушки, что увеличивает энергонапряженность сушильной камеры и интенсифицирует процесс. При реализации предлагаемого способа по данной схеме удаление частиц размером до 15 мкм из основного продукта проводят на втором этапе досушки, а досушку основного продукта на первом этапе ведут до влажности 2 5 — 10 /о.

Из графика, приведенного на фнг. 3, видно, что при увеличении влажности продукта в конце сушки существенно уменьшаютс» пределы варьирования температуры сушильного агента, а так как именно эта температура и является основным параметром ведения процесса сушки, то для увеличения стабильности всего процесса необходимо стремиться к ее увеличению, т. е. к снижению влажности продукта в конце сушки. Тем самым обеспечивается возможность вести процесс в более стабильном режиме. Кроме того, это гарантирует почти полное отсутствие агломератов частиц основного продукта при заданных режимных параметрах ведения процесса, а также при их случайных отклонениях, что обеспе827006 чивает, в свою очередь, высокие значения объемной массы готового продукта.

Одна из возможных конкретных схем сушильной установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ при одноэтапной досушке, приведена на фиг. 4. Сушильная установка содержит распылительный диск 1, сушильную камеру 2, головные циклоны 3, циклон 4 виброаппаратов, увлажнитель 5, виброаппараты 6, перфорированные решетки 7 виброаппаратов, линию 8 сушильного агента, использованного при сушке, линию 9 частиц размером 15—

30 мкм, отделенных от сушильного агента, использованного при сушке, линию 10 сушильного агента, использованного во время досушки, линию 11 сжатого воздуха для увлажнения, линию 12 подачи пара или жидкости для увлажнения, линию 13 увлажненных частиц размером менее

15 мкм, линию 14 основного продукта.

Жидкий продукт распыливают с помощью вращающегося диска 1 и высушивают горячим воздухом в сушильной камере 2.

Высушенные до влажности 3 — 12О/о частицы основного продукта попадают на перфорированную решетку 7 виброаппаратов

6, где происходит досушка до требуемой влажности в готовом продукте. В конце досушки основной продукт охлаждают холодным воздухом. Сушильный «гент, использованный при сушке по линии 8, направляют в головные циклоны 3, где происходит отделение от него частиц размером

15 — 30 мкм, которые по линии 9 направляют нг смешение с основным продуктом. Сушильный агент, использованный во время досушки, по линии 10 поступает в циклон

4 виброаппаратов, где от него отделяют частицы продукта размером до 15 мкм, которые после увлажнения до 4 — 20/о в увлажнителе 5 по линии 13 направляют также в основной продукт, где происходит их связывание с частицами основного продукта.

Одна из возможных конкретных схем сушильной установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ при двухэтапной досушке, приведена на фиг. 5. Сушильная установка содержит механические форсунки 15, сушильную камеру 2, перегородку 16, головные циклоны 3, циклон 4 виброаппаратов, увлажнитель 5, виброаппараты 6, перфорированные решетки 7 виброаппаратов, виброднище 17 сушильной камеры, линию 18 сушильного агента, использованного при сушке и на первом этапе досушки, линию 19 частиц размером

15 — 30 мкм, отделенных от сушильного агента, использованного при сушке и на первом этапе досушки, линию 20 сушильного агента, использованного на втором этапе досушки, линию 11 сжатого воздуха для увлажнения, линию 12 подачи пара или жидкости для увлажнения, линию 13 увлажненных частиц размером менее

15 мкм, линию 14 основного продукта.

Жидкий продукт распыливают с помощью форсунок 15 и высушивают горячим

5 воздухом в сушильной камере 2. Высушенные до влажности 3 — 12 частицы основного продукта попадают на перфорированную решетку 7 виброднища 17 сушильной камеры 2, на которой они проходят первый

10 этап досушки с помощью горячего воздуха, подаваемого из-под решетки. Сушильный агент, использованный при сушке жидкого продукта, и сушильный агент, использованный на первом этапе досушки, смешивают15 ся в сушильной камере и вместе с захва",åííûìè ими частицами продукта размером 15 — 30 мкм поступают по линии 18 в головные циклоны 3, где происходит отделение этих частиц. Для этого, чтобы исключить попадание в головные циклоны крупных частиц основного продукта, в сушильной камере установлена перегородка 16.

После первого этапа досушки основной

25 продукт по линии 14 поступает в виброаппараты 6 на второй этап досушки. Туда же поступают частицы размером 15 — 30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного при сушке и на первом этапе доЗ0 сушки. Основной продукт проходит по перфорированным решеткам 7 виброаппаратов

6, продуваемым снизу горячим воздухом, и достигает требуемой влажности. В конце второго этапа досушки основной продукт охлаждают холодным воздухом, который также подается из-под перфорированной решетки. Сушильный агент, использованный на втором этапе досушки, по линии 20 поступает в циклон 4 виброаппаратов 6, 40 где от него от еляют частицы продукта размером менее 15 мкм. Последние, пройдя через увлажнитель 5, конструктивно объединенный с циклоном виброаппаратов, по линии 13 поступают на второй этап досушки, где происходит их связывание с частицами основного продукта.

Пример 1. Сгущенное обезжиренное молоко с концентрацией сухих веществ

44 — 46 /о распыливают и высушивают горяg0 чим воздухом с темпер атурой 180 С до влажности основного продукта 3 /о. Досушку проводят горячим воздухом с температурой 90 С в один этап до влажности в готовом поодукте 2О/о. Частицы продукта размером 15 — 30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного во время досушки, увлажняют до 4О/о. Увлажнение осуществляют путем дросселирования в занимаемый частицами объем сжатого

60 воздуха под давлением 0,8 МПа, с температурой 40 С и влажностью 70О/о. Увлажненные мелкие частицы смешивают с основным продуктом в начале досушки.

Объемная масса полученного готового .:5 продукта составляет 670 — 750 кг/мз, отно827006 сительная скорость растворения 50 — 65% . краевой угол смачивания !5 — 20 С.

Пример 2. Осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что вла>кность основного продукта после сушки устанавливают на уровне 4%, досушку осуществляют в два этапа, поддерживая влажность основного продукта в конце первого этапа досушки на уровне 2,5%, для чего досушку на первом этапе осуществляют горячим воздухом с температурой

100 С, а частицы продукта размером менее

15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на втором этапе досушки, после их увлажнения смешивают с основным продуктом в начале досушки.

Характеристики готового продукта такие же, как и в примере 1.

Пример 3. Сгущенное молоко с концентрацией сухих веществ 46 — 46% при содержании жира в исходной нормализованной смеси 1,6 — 1,7% распыливают и c)шат воздухом с температурой 170 С до влажности основного продукта 5%. Досушку проводят в один этап воздухом с температурой 90 С до влажности в готовом продукте 3,5% c1acTHUI! Hjlo )iI Ta pa3мером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного во время досушки, увлажняот до 6 /, и смешивают с основным продуктом в пa÷àëå 1осхшки. Увлажненпе осх щсств..!я!о п .тем дпос селирования в заним",смыл 1астпцачи объем сжатого воздуха под давлением 0,8 МПа, а температурой 30 С и влажностью 80%.

Объемная масса полученного готового продукта составляет 650 — 710 кг/м, относительная скорость растворения 25 — 35% и краевой угол смачивания 50 — 65 .

Пример 4. Осуществляют аналогично примеру 3 за исключением того, что влажность основного продукта после сушки устанавливают на уровне 6%, досушку осуществляют в два этапа, поддерживая влажность основного продукта в конце первого этапа досушки На уровне 4%, для чего,1ocvIHKv на перво м эта с o"уществляют воздухом с температурой 90 С, а частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованные на втором этапе досушки, после их увлажнения смешивают с основнь.м про,чуктом в начале второго этапа досушки.

Характеристики полученного готового продукта такие же, как в примере 3.

Пример 5, Сгущенное цельное молоко с концентрацией сухих веществ 48—

50% распыливают и высушивают воздухом с температурой 170 С до влажности основного продукта 6%. Досушку проводят в один этап воздухом с температурой

100 С до влажности в готовом продукте

3,8%. Частицы продукта размером менее

15 мкм, отделенные от сушильного агента, 5 !

О !

5 0

"5

Зо

-!0

50 а5

65 использованного во время досушки, увлаж яют до 9% и смешивают с основным продуктом в середине догу!пки. Увлажнение осуществляют путем дросселирования в занимаемый частицами объем сжатого воздуха иод давлением 0,5 МПа, с температурой 10 С и влажностью 100%.

Объемная масса полученного готового про:!укта составляет 610 — 660 кг/м, относительная скорость растворения 20 — 35% и краевой угол смачииания 55 — 75 .

П р и м с р 6. Осущсствляют аналогично примеру 5 за исключением того, что частицы продукта размером менее 15 мкм, отделснпыс от сушильного агента, использованного во время досушки, увлажняют снача. а д(! 6--7% !1) г-.м;1россс !!!ров13п11я и запимаечый имп объсм сжатого воздуха под давлсписм 0,15 МПа, с тсмпературой 10 С и влажностью 90%, а затем до 12% путем .. россслпровапия в тот же объем иг!ажного пара под .IaI3ленисм 0,6 МПа. Увлажненные частицы смешивают с основным продуктом и начале досушки.

Характеристики полученного готового продукта такие же, как в примере 5.

П р н м с р 7. Сгущенное цельное молоко с концентрацией сухих всп;еств 48 — 50%

p ac!IIil,тииа!От и выс) ш IBBIQT Возд) хом с температурой 170 С до влажности основного продукта 8%. Досушку проводят

f3 7I3a этaïa. На первом этапе досушку oc)1цссгиляют гооячим воздухом с температурой 90 С до влажности основного продукia 5%, а на втором этапе — горячим воздухом с температурой 100 С до влажности готового продукта 3,8 /o. Частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от суш!1ль31ого агента. использованного на втором -!тапс досушки, увлажняют сначала до

8% 3!у! см;1россслироиания в занимаемый

In!I! объем сжатого воздуха под давлением

0,25 МПа, с температурой 10 С и влажностью 100,"o, ", затем 3о 15Р/р путе:I распыления па частицы с помощью пнеих!ат1;чсских фoj3c) «oк иоды с температ)хрс",:0—

70 С. При этом давление воздуха, иду.пего !

Ia распылииа! ие, составляет 0,25 МПа.

Увлажненные частицы смешивз!ог . основНЬ1;т ПOO-!; КТО3! Il 11а !! ЛЕ Пл з ) >, э- -Г!Iа - О сушки.

Объ;-.,!!!11я i:a; са полученного готового продукта составляет 600 †6 кг/м, относ11тс, 3ь!!ая скорост1. растворе:!ия 20 — 35%

1I к р а с !3 о и у I o. с х1 а 1 н в а н и я 55 — 75 .

Пример 8. Осущести "s;.oò аналогично прпчеру 7 за исключени". того, что при доувлажнении частиц используют ооезжиренное молоко с концентра .пей сухих веществ 25 — 30% и температурой 30 — 40 С.

Характеристики полученного готового продукта такие же, как в примере 7.

Пример 9. Сгу,сп ую счесь заменителя цельного молока с концентрацией сухих веществ 45 — 46Р!р распыливают

827006

10 и вь сушивают воздухом с температурой

180 С до влажности основного продукта

5%. Досушку проводят в два этапа. На первом этапе досушку осуществляют воздухом с температурой 80 С до влажности основного продукта 4,5%, а на втором — горячим воздухом с температурой 80 С до влажности готового продукта 4%. Частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на втором этапе досушки, увлажняют сначала до 10% путем дросселировгния в занимаемый ими объем сжатого воздуха под давлением 0,7 МПа, с температурой 20 С и влажность!о 100%, а затем дополнительно увлажняют до влажности 20% путем распыления на частицы с помощью пневматических форсунок обезжиренного молока с концентрацией сухих веществ 25 — 30% и температурой 30 — 40 С. При этом давление воздуха, идущего на распыливание, составляет 0,7 МПа. Увлажненные ч;стицы смешивают с основным продуктом в начале второго этапа досушки.

Объемная масса полученного готового продукта составляет б00 †6 кг/м, относительная скорость растворения 20 — 30%, краевой угол смачивания 50 — 80 С.

Пример 10. Осуществляют аналогично примеру 9 за исключением того, что при дополнительном увлажнении частиц используют водный раствор лактозы с концентрацией сухих веществ 20% и температурой 40 — 70 С.

Характеристики полученного готового .родукта такие же, как в примере 9.

Пример 11. Сгущенную сыворотку с коФцентр ацией сухих веществ 44 — 45% р аспыливают и высушивают воздухом с температурой 170 С до влажности основного продукта 12%. Досушку проводят в два этапа. На первом этапе досушку осуществляют воздухом с температурой 80 С до влажности основного продукта 10, а на втором — воздухом с температурой

110 С до влажности готового продукта 4%.

Частицы продукта размером менее 15мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на втором этапе досушки,увлажняют сначала до 12% путем дросселирования в занимаемый ими объем сжатого воздуха под давлением 0,4 МПа, с температурой 20 С с влажностью 100%, а затем дополнительно увлажняют до влажности

20% путем распыления на частицы с помощью пневматических форсунок воды с температурой 40 — 70 С. При этом давление воздуха, идущего на распыливание, составляет 0,4 МПа. Увлажненные частицы смешивают с основным продуктом в начале второго этапа досушки.

Объемная масса полученного готового продукта составляет 700 — 750 кг/мз, относительная скорость растворения 45 — 55% и краевой угол смачивания 10 — 25 .

0 ! о

Пример 12. Осуществляют аналогично примеру 11 за исключением того, что при дополнительном увлажнении частиц используют водный раствор лактозы с концентрацией сухих веществ 20% и температурой 40 — 70 С.

Характеристики готового продукта такие же, как в примере 11.

Предлагаемый способ предполагается внедрить при производстве сухих молочных продуктов на комплексных сушильных установках отечественного производства.

Применение предлагаемого способа по, ;хне::!!я с",хпх ".Олочн! !х прод1 ктов ПОЗВОлит увеличить загрузку в потребительскую тару с 500 до 550 г продукта в каждую коробку, а также уменьшить объем крафтмешков при сохранении их загрузки.

Формула изобретения

1. Способ получения сухих молочных продуктов, предусматривающий сушку их, последующую досушку, отделение частиц

25 размером 15 — 30 мкм от сушильного агента и смешение их с основным продуктом, удаление из основного продукта во время досушки с помощью сушильного агента частиц размером менее 15 мкм, отделение

30 этих частиц от сушильного агента и связывание их с частицами основного продукта во время досушки, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса путем обеспечения прочных связей

35 между частицами размером менее 15 мкм и частицами основного продукта, частицы продукта размером менее 15 мкм перед их связыванием с частицами основного продукта увлажняют до 4 — 20%.

40 2 Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса сушки, досушку основного продукта проводят в два этапа, пои этом отделение частиц размером 15 — 30 мкм от сушильного агента после сушки и после первого этапа досушки ведут одновременно, а влажность основного продукта в конце первого этапа досушки поддерживают на уровне 2,5—

10o/,, 30 3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что частицы размером менее 15 мкм увлажняют путем дросселирования в занимаемый ими объем воздуха с температурой

10 — 40 С, давлением 0 15 — 0,8 МПа и

55 влажностью 70 — 100 %.

4. Способ по пп. 1, 3, отличающийся тем, что после увлажнения частиц последние дополнительно увлажняют.

5. Способ по пп. 1, 3, 4, о тл и ч а ю щи йбо с я тем, что дополнительное увлажнение частиц продукта размером менее 15 мкм осуществляют распылением водных растворов компонентов молока.

Исто !.!т!к!! информации, )5 принятые во внимание при экспертизе

827006

Ж дкай прею

Гитри прадукп — е — Основной прсдунв; — — Чпсппцы прадунппа разнеран 5-5д ион; — и — — уа слааьн праЬ кп)а разиераи иенееlХ и» ; — —,м — — Cgvunaesiu агап Оып, 11

l. Патент Франции № 2247980, А 23 С

9j16, опублик. 1975 г.

12

2. Авторское свидетельство СССР но заявке № 2674189/28-13, 1978.

827006

Жидка продукт отооыи лродук йснооной lip00gKm

- э — Часаицы продукгпа размером 7f-30 мкм;

Чаатициородунта раэмеремменее!умен; — Сутильныи агент тиг.2

9О аэт ьць ь Ч ва а ф М w

Э ей

3 цт

70 ат

М

B . ее «ьэ ф бо

3 Ю 7 u ii is

Влажноспн осноднио продукпра 4

О2игз

827006

Жис7к! 1

1 !! —,Б

1 I пр

l I

Редактор Т. Зубкова

Корректоры: В. Дод и F. Осипова

Заказ 920/I Изд. ¹ 345 Тираж 581 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам пзобрете!пн! и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель М. Устинов

Тс. рсд Л. Куклина и

7Z л ЛЬа

Йзф,т

Мпт4иый

Юозфк