Факторы, влияющие на процесс гомогенизации

Рассмотрим, какие же факторы в первую очередь влияют на процесс диспергирования в гомогенизаторах клапанного типа. Эффективность гомогенизации зависит прежде всего от скорости потока при входе в гомогенизирующую щель, а следовательно, от давления гомогенизации, величину которого всегда определяет скорость.

С повышением давления усиливается механическое воздействие на продукт, возрастает дисперсность жира, а средний диаметр жировых шариков уменьшается. По данным ВНИКМИ, при давлении 15 МПа средний диаметр жировых шариков составляет 1,43 мкм, эффективность гомогенизации - 74 %, при давлении 20 МПа средний диаметр шариков уменьшается до 0,97 мкм, а эффективность гомогенизации возрастает до 80 %. Наиболее оптимальная величина давления находится в пределах от 10 до 20 МПа. Рекомендуемое давление гомогенизации зависит от вида и состава продукта. С повышением содержания жира и сухих веществ в продукте следует применять более низкое давление гомогенизации. Так, при гомогенизации сливок, особенно с повышенным содержанием жира, формирование новых оболочек шариков идет медленнее, чем в молоке, и часть жира может остаться незащищенной. Для образования новых оболочек необходимо иметь в сливках соотношение СОМО/жир выше 0,6-0,85. В сливках из дестабилизированных шариков выдавливается жидкий жир, с его помощью, а также при участии субмицелл казеина в процессе соударений шариков образуются агрегаты и скопления. Возможно слияние отдельных шариков с образованием вторичных шариков большего диаметра.

Исходя из ранее указанного, в зависимости от массовой доли жира в сливках гомогенизацию проводят при следующих режимах: для сметаны 10, 15 и 20%-й жирности - при давлении 8-12 МПа; 25%-й жирности - при давлении 7-11 МПа; 30%-й жирности - при давлении 7-10 МПа.

Для снижения массовой доли свободного жира в сухом цельном молоке сгущенное молоко, выпускаемое из вакуум-выпарного аппарата, гомогенизируют при температуре сгущенного молока 42-52°С в зависимости от конструкции аппарата и давления:

- на одноступенчатом гомогенизаторе - 10-15 МПа;

- двухступенчатом гомогенизаторе;

- первой ступени - 11,5-12,5 МПа;

- второй ступени - 2,5-3,0 МПа.

Следующим фактором, оказывающим влияние на эффективность процесса гомогенизации, является температура. Интенсивность процесса гомогенизации возрастает с повышением температуры, так как при этом жир переходит полностью в жидкое состояние и уменьшается вязкость продукта. При температурах ниже 50°С отстаивание жира усиливается, снижается термоустойчивость молока в связи с тем, что формируются очень толстые и рыхлые адсорбционные оболочки жировых шариков, способные к сцеплению между собой с образованием скоплений жировых шариков.

Кроме этого, эффективность гомогенизации зависит от состава и свойств продукта (вязкости, плотности, кислотности, содержания жира и сухих веществ). С повышением кислотности молока и молочных продуктов эффективность гомогенизации уменьшается, так как в таком молоке понижается стабильность белков, образуются белковые агломераты, затрудняющие дробление жировых шариков. При повышении вязкости и плотности эффективность также снижается.