Разработка режимов процесса растворения сухого молока и аппарата для его проведения

• Автор: Швырев, Владимир Федорович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 215 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ВОССТАНОВЛЕННОГО МОЛОКА .

1.1. Общие предпосылки

1.1.2. Состав сухого молока

1.1.3. Свойства сухого молока, предопределяющие

его растворимость . II

1.1.4. Структура сухого молока.

1.1.5 Воздушные включения

1.2. Упрощенный механизм процесса растворения сухих молочных продуктов .

1.3. Технология и техника восстановления сухого молока

1.3.1. Технология восстановления сухого молока
1.3.2. Краткая характеристика аппаратов для растворения сухого молока
1.3.3. Аппараты для растворения сухого молока, разработанные при участии автора
1.3.4. Обобщенная оценка известных аппаратов для растворения сухого молока.
Выводы . . .
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО АППАРАТА И ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ДЛЯ РАСТВОРЕНИЯ СУХОГО МОЛОКА . .
2.1. Разработка аппарата и лабораторного стенда для исследования процесса растворения
2.2. Разработка узла смачивания сухого молока
2.3. Разработка конструкции камеры растворения .
стр.
2.3.1. Конструктивные элементы перемешивающего органа.
2.4. Разработка узла отделения нерастворившихся комков сухого молока и линии рециркуляции
ГЛАВА. 3. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Методика определения показателя полноты растворения .
3.1.1. Анализ существующих методов оценки эффективности растворения сухого молока .
3.1.2. Выбор метода оценки полноты растворения
3.1.3. Отработка методики определения полноты растворения
3.1.4. Описание методики определения показателя полноты растворения сухого молока .
3.2. Методика исследования работы узла смачивания .
3.3. Методика исследования конструктивных параметров перемешивающего органа. .
3.3.1. Методика определения оптимального геометрического профиля мешалок
3.3.2. Методика определения оптимального количества мешалок и лопастей .
3.4. Методика исследования узла отделения нерастворившихся комочков
3.5. Методика определения мощности, потребляемой аппаратом
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .
стр.
4.1. Исследование работы узла смачивания.
4.2. Исследование оптимального геометрического профиля мешалок
4.3. Определение оптимального количества мешалок на
валу аппарата, их диаметра и количества лопастей
4.4. Исследование узла отделения нерастворившихся комочков
4.5. Определение мощности, потребляемой экспериментальным аппаратом.
4.6. Оптимизация технологических режимов процесса растворения сухого молока в проточном аппарате с мешалкой.
4.6.1. Выбор плана эксперимента, Расчетные формулы .
4.6.2. Исследование уравнения регрессии.
4.7. Изучение влияния механического воздействия на процесс растворения сухого молока.ИЗ
Выводы
ГЛАВА 5. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА РАСТВОРЕНИЯ СУХОГО МОЛОКА В
АППАРАТЕ С МЕШАЛКОЙ.
5.1. Зависимость концентрации раствора от продолжительности перемешивания .
Выводы
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ОПЫТНОПРОМШЛЕННОГО АППАРАТА ДЛЯ
РАСТВОРЕНИЯ СУХОГО МОЛОКА. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ. .
6.1. Методика проектировочного расчета аппарата . . .
стр.
6.1.1. Технологический расчет
6.1.2. Технический расчет аппарата .
6.2. Испытания опытнопромышленного образца аппарата
6.2.1. Проверка правильности выбора типа мешалок
6.2.2. Расчет мощности, потребляемой опытнопромышленным аппаратом.
6.3. Пример расчета проточного аппарата горизонтального типа с мешалкой для растворения сухого молока
6.4. Производственные испытания опытнопромышленного образца аппарата.
6.5. Расчет экономической эффективности от внедрения опытнопромышленного образца аппарата
Выводы.
основные вывода
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Одновременно с этим вода по различного рода капиллярам, порам и трещинам, имеющимся в частицах, будет проникать в их толщу, заполняя внутренние полости и вытесняя из них воздух. Можно предположить, что движение воды по капиллярам и порам в сухой частице сопровождается растворением стенок этих капилляров и пор, что может привести к их сужению и закупорке и, как следствие, к замедлению процесса ее увлажнения. Надо полагать, что сначала происходит растворение минеральных солей и молочного сахара, содержащихся в продукте. В результате чего каркас частицы становится пористым и затем разрушается. В воде, вокруг частицы образуется раствор молока, концентрация которого за счет молекулярного взаимодействия диффузии будет постепенно выравниваться по всему объему растворителя воды. На этом процесс растворения частицы сухого молока заканчивается
и желательно, чтобы его продолжительность была минимальной. Процесс растворения отдельных порций сухого молока, состоящих из множества как одиночных, так и связанных в агломераты частиц, протекает несколько сложнее. Вначале смачиваются частицы, контактирующие непосредственно с водой. Затем вода под действием капиллярных сил по порам и каналам, образовавшимся в результате агломерации частиц, начинает проникать к центру агломерата. Удаление находящегося вокруг частиц воздуха в результате сужения каналов происходит не полностью и поэтому, некоторая часть воздушных пузырьков остается между увлажненными частицами. Это препятствует проникновению воды во внутрь агломерата. Снаружи агломерата образуется липкий высококонцентрированный, студнеобразный слой, который приводит к образованию комочков сухого молока влажных снаружи и сухих внутри. Такие нерастворившиеся комочки могут очень долго находиться в воде и их полное растворение затруднительно даже при интенсивном перемешивании. Технологическая схема производства восстановленного молока, регламентируемая технологической инструкцией , представлена на рис. Эта схема предусматривает растворение сухого молока в воде при температуре С. Полученную смесь охлаждают до С и направляют в промежуточный резервуар, где она выдерживается от 3 до 4 часов. Затем восстановленный продукт подвергают центробежной очистке, предварительно нагрев его до температуры С, и гомогенизации. Рис. Как видно из описания принятой технологии, центральным процессом в производстве восстановленного молока является процесс растворения, поскольку от него зависит не только качество конечного продукта и эффективность использования такого ценного сырья, каким является сухое молоко, но и эффективность работы оборудования на последующих стадиях технологической обработки восстанавливаемого продукта сепараторовочистителей гомогенизаторов , пастеризаторов. Целью процесса растворения, как уже указывалось, является перевод в раствор компонентов сухого молока. Вопросы интенсификации и эффективности этого процесса на протяжении многих лет являлись и являются предметом повышенного внимания ряда исследователей. В промышленных условиях, на молочных заводах, при восстановлении сухого цельного молока, приходится иметь дело с продуктом, который в силу различных причин имеет не только разные свойства и структуру, но также индивидуальные физикохимические изменения, происшедшие в результате нарушения режимов и условий хранения и транспортировки, что существенным образом усложняет процесс растворения. Таким образом возникла проблема быстрого и качественного растворения больших объемов сухого молока с различными свойствами, составом и качеством. Известно, что растворение дисперсных систем можно интенсифицировать путем применения процесса перемешивания, что создает благоприятные условия для активного взаимодействия продукта с растворителем. Существует много определений этому широко распространенному процессу. Например, перемешивание определяется как создание состояния активности, или турбулентности в системах, не находящихся в условиях идеального смешения . Термин перемешивание в специальной литературе, обычно относится к жидкостям, в отличие от смешивания паст и смешения сыпучих материалов .