ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СУШКИ

При производстве всех видов сухих молочных продуктов уда­ление свободной воды осуществляется в две ступени — сгуще­нием и сушкой предварительно сгущенного продукта. Сгущение выпариванием осуществляется до такой общей массовой доли сухих веществ, при которой массовая доля ККФК в воде не превышает 18—20% и продукт не утрачивает текучести (при температуре выпаривания).

Сгущенные смеси высушивают до конечной влажности, уста­навливаемой в зависимости от формы связи воды с составными частями сухого вещества. Конечная влажность сухого молочного продукта, представляющая собой связанную воду, составляет не более 15% массовой доли белка в нем. На этом основано нормирование массовой доли влаги в сухих молочных продук­тах, по достижении которой заканчивается процесс сушки,

В. конце сушки того или иного продукта должно быть обес­печено равновесие между величиной заданной массовой доли влаги в нем finp и относительной влажностью воздуха <р, окру­жающего его. Условия равновесия рассчитывают по формуле при температуре t:

Lg Вп р = 0,014459ф+ lg (1,423—0,005430-

Сухие молочные продукты относятся к сыпучим материалам. Они должны легко высыпаться из отверстий при минимальном сводообразовании. Угол естественного откоса, характеризующий сыпучесть сухих молочных продуктов, колеблется в пределах 48—58°.

Из способов сушки молочных продуктов известны следую­щие: распылительный в потоке горячего воздуха, в кипящем, слое, контактный, сублимацией и в состоянии пены. Вне зави­симости от способа в процессе сушки должны быть обеспечены получение заданной конечной влажности, свободная сыпучесть, минимальное содержание свободного поверхностного жира, тре -

Буемые полнота и скорость растворения продуктов при мини<1

Мальных потерях.

При сушке в потоке горячего воздуха или контактным спог| собом необходимо исключить перегрев, пересыхание и пригора - ние молочного порошка, а также явления адгезии и когезии.

Сушку продуктов распылительным способом ведут на рас­пылительных прямоточных сушилках и сушилках со смешанным движением воздуха и продукта, работающих в одно - или двух - стадийном режимах.

Механизм одностадийной распылительной сушки заключает­ся в полидисперсном распылении сгущенных смесей в потоке горячего воздуха (сушильная камера), последующей сушке в нем распыленных частиц и выделении высушенных частиц из потока воздуха. С поверхности частиц испаряется влага. За счет диффузии на место удаленной поднимается влага из внутренних слоев. Капля размером в 40 мкм при температуре 50 °С высы­хает за 2 с, теряя при этом половину своей массы при неболь­шой усадке частиц dCp. np=0,93dCp. Kan, которые оседают в виде порошка на дно камеры и выводятся из нее. Режим сушки сле­дующий: температура поступающего воздуха 160—180, отрабо­танного— 65—95 °С в прямоточных сушилках и соответственно со смешанным движением воздуха и продукта 140—170 и 60— 80 °С. В прямоточных сушилках исключаются перегрев, пересы­хание и пригорание частиц, ограничивается возможность само­возгорания порошка в камере.

Одностадийный способ сушки отличается простотой и мало­опер ационностью, но продукты имеют низкие скорость раство­рения и смачиваемость, невысокую объемную массу, велики удельные расходы энергоресурсов, затруднена интенсификация процесса сушки.

Наиболее совершенной, эффективной и перспективной явля­ется двухстадийная сушка, заключающаяся в выведении из ка­меры продукта с повышенной против нормы массовой долей влаги (6—9%), придающей ему термопластические свойства, способствующие агломерации частиц. Досушивается продукт в вибрационных конвективных сушилках разных конструкций, где молочный порошок переводится в псевдоожиженное состоя­ние и высушивается в виде агломератов до конечной массовой доли влаги в виброкипящем слое. Через слой частиц продукта пропускается воздух температурой 80—90 °С, частицы теряют контакт, перемещаются, слой расширяется и напоминает кипя­щую жидкость.

На первой стадии сушки продукт распыляется с помощью форсунок или диска. При форсуночном распылении можно сгу­щать смеси до более высокой массовой доли сухих веществ. При двухстадийной сушке на первой стадии используется воздух

Температурой 200—220 вС, Благодаря этому интенсифицируется процесс сушки, увеличивается скорость движения частиц в по­токе воздуха. Производительность сушилок по сухому продукту увеличивается на 20%. удельные энергозатраты снижаются на 15—20%. По сравнению с одностадийной сушкой продукты ха­рактеризуются повышенной объемной массой, на 50—60% уменьшается содержание свободного жира, размеры агломера­тов достигают 200—250 мкм, уменьшается количество одиноч­ных частиц, уменьшается гигроскопичность.

Контактный способ заключается в сушке сгущенного про­дукта, наносимого на поверхность вальцов, имеющих темпера­туры 105—130 °С в аппаратах, работающих при атмосферном давлении, и 50—60 °С в вакуумных сушилках. Продукт высыха­ет в виде пленки, которую срезают и размалывают, образую­щиеся частицы охлаждают и направляют на фасование. Приме­няется в основном для продуктов с низкими значениями Ж/СОМО (из обезжиренного молока, пахты, сыворотки), так как при контакте с поверхностью, нагретой до 105—130 °С, до 90% жира оказывается незащищенным белковой оболочкой.

Сублимационная сушка состоит в удалении влаги при раз­режении (остаточное давление в сублиматоре 13,33—133,3 Па) из предварительно замороженных продуктов. Замороженная вода без перехода в жидкое состояние испаряется. По уровню энергетических затрат, выживаемости бактерий оптимальной является температура замораживания — 25 °С.

В процессе сушки продукт подогревается (40 °С) без размо­раживания и из него испаряется вся свободная вода. В готовых продуктах хорошо сохраняются вкус, аромат, структура. Они легко восстанавливаются. Данным способом сушат закваски микроорганизмов и кисломолочные продукты. Выживаемость вводимых в продукт микроорганизмов составляет 82—97%.

Сушка в состоянии пены осуществляется путем введения газа под давлением 15 МПа в сгущенную до 40% сухих веществ молочную смесь перед выходом ее из распыливающего устрой­ства в сушильной камере. Газ и продукт смешиваются в отно­шении 5:1. Частицы продукта — плотные, пористые, обладают повышенными смачиваемостью и растворимостью. Просеивани­ем продукт фракционируется по размерам частиц.