Принцип роботи гомогенізатора. Гомогенізатор: принцип роботи, конструкція та застосування в молочній промисловості

Дуже широко застосовується ультразвук для виготовлення однорідних сумішей (гомогенізації). Все почалося з експериментів вчених Луміса і Вуда над рідкими середовищами і ультразвуком, вони виявили, що дві рідини, що не змішуються, налиті в одну ємність, утворюють емульсію, якщо їх піддати в цій ємності ультразвуковому опроміненню. Приготування колоїдних розчинів, тобто дрібна зависла олії у воді, має велику роль у сучасній промисловості, таким чином виготовляють товари широкого вжитку (фарби, косметика, майонез). Це за структурою емульсії. Практично повсюдно у промисловості використовують ультразвуковий спосібприготування сумішей. У той час коли Луміс і Вуд проводили свої перші досліди, використання ультразвукового змішування сумішей, що не змішуються, в промисловості здавалися недосяжним майбутньому. Основною проблемою тоді було створення відповідних перетворювачів (джерел звуку). Тільки 1951 року, завдяки англійським вченим Коттель і Гудмен, що розробили конструкцію рідинного свистка, почалося «переозброєння» всіх виробництв світу на новий економічний ультразвуковий гомогенізатор.

До появи ультразвукових гомогенізаторів, фізики та промисловці готували емульсії дуже трудомісткими способами – розмішування та збовтування сумішей, найчастіше за допомогою високих тисків, що вимагало великих витрат енергії. Так, гомогенізатор, що працює при високих тисках і виробляє 1000 л емульсії на годинуспоживав близько 12 л. с. потужності. Ультразвуковий гомогенізатор, що складається з камери для змішування, рідинного ультразвукового свистка, мотора та насоса. така ж кількість продукціїпри витраті потужності 2 л. с.І при цьому за якістю емульгації суміш, приготовлена ​​за другим способом, нічим не відрізнялася від суміші, приготовленої другим способом. З фотографії, прикріпленої з боку, видно перевагу ультразвукових гомогенізаторів (вид з права) порівняно з гвинтами, що швидко обертаються, для приготування емульсій під високим тиском (вид з лівого).

Товари народного приготування, які виготовляють за допомогою гомогенізаторів: продукти дитячого харчування, косметика, мазі, приправи, лаки, соуси, плавлені сири, маргарин, майонез, горіхове масло, зубну пасту, томати, коктейлі та, звичайно, емульсійні фарби.

Якщо розглядати пристрій для процесу ультразвукової гомогенізації, то найбільш ефективно себе звичайно показали ультразвукові свистки рідини, хоча в порівнянні з електричними джерелами ультразвуку рідинні ультразвукові свистки малопотужні. І все ж для гомогенізації вони мають істотну перевагу: ультразвукові хвилі виникають безпосередньо в рідкому середовищі, і не відбувається втрати енергії ультразвукових хвиль при їх переході з одного середовища в інше.

Найпоширеніший вид свистка був виготовлений Коттелем і Гудменом на початку 50 років 20 століття, і з того часу конструкція не змінилася. Суть роботи такого свистка проста, в ньому потік рідини під великим тиском виходить з еліптичного сопла і спрямовується на сталеву пластинку, яка є генератором ультразвукових хвиль. Завдяки простоті і стійкості своєї конструкції (руйнується тільки пластинка, що коливається) такі системи довговічні і недорогі.

Залежність показників

Характеристики гомогенізатора, такі як:

• Пропускна спроможність- продуктивність літрів на годину. Залежить від насоса та пропускної спроможності самого свистка. Варто зазначити, що в залежності від витрати залежить швидкість потоку і відповідно і частота вібрації пластини, про яку вдаряє рідина.
• Частота роботи— для різних середовищ найбільш оптимальні певні частоти, тому для найефективнішої роботи свистка підбирається своя рідина (щільність, в'язкість) та певна витрата рідини. Ультразвукові гомогенізатори для молока працюють при частотах 25 кГц і відповідно налаштування вібраційної платівки роблять для цих частот (кути пластини спрямованої до потоку, товщина і довжина пластини).
• Потужність- Показник насоса, характеристика залежить від пропускної здатності свистка.

Кисломолочні продукти відіграють важливу роль у харчуванні людей, особливо дітей, осіб похилого віку та хворих. Дієтичні властивості кисломолочних продуктів полягають насамперед у тому, що вони покращують обмін речовин, стимулюють виділення шлункового соку та збуджують апетит. Наявність у їх складі мікроорганізмів, здатних приживатися в кишечнику і пригнічувати гнильну мікрофлору, призводить до гальмування гнильних процесів та припинення утворення отруйних продуктів розпаду білка, що надходять у кров людини.

Важливою стадією розробки кисломолочних продуктів є механічне вплив на вихідне сировину, тобто. гомогенізація. Вона не тільки запобігає відстоюванню жиру, але й сприяє отриманню якісних кисломолочних продуктів з покращеними консистенцією і смаковими властивостями, підвищенню його засвоюваності організмом і більш повному використанню жиру, що містяться в ньому, і вітамінів.

Всі ціни вказані з урахуванням шафи керування гомогенізатором.

Умови оплати:

50% аванс після підписання договору постачання,

50% доплата за фактом готовності обладнання для відвантаження.

Термін виготовлення – 45 робочих днів.

Гарантія – 12 місяців.

Гомогенізатор для молока - це установка, яка дозволяє дробити жирові кульки молока, молочної продукції та сумішей, призначених для виробництва морозива. Їх використовують у різноманітних молочних виробничих лініях. Також гомогенізувати молочні суміші можна за допомогою інших установок (емульгаторів, емульсорів, вібраторів тощо), але вони не такі ефективні.

У наш час найчастіше виробники молочної продукції застосовують гомогенізатор для молока клапанного типу, який є багатоплунжерним насосом високого тиску, оснащеним гомогенізуючими головками. До складу гомогенізаторів входять: кривошипно-шатунні пристрої із системами змащування та охолодження; плунжерні пристрої, що мають гомогенізуючу головку та кілька манометричних; запобіжні клапани; станина. Працює установка від електричного двигуна за допомогою клинопасових передач.

Робота кривошипно-шатунного механізму дозволяє перетворювати обертальні рухи від клинопасової передачі та електричного двигуна, у зворотно-поступальні рухи плунжера. Плунжери, завдяки манжетним ущільнювачам, входять в робочу камеру і всмоктують і нагнітають, створюючи, тим самим, певний тиск, що дозволяє гомогенізувати молочну суміш. До складу кривошипно-шатунного механізму гомогенізатора для молока входить колінчастий вал (має два конусних роликопідшипники), кришка підшипників, шатун (оснащений кришкою вкладишами), повзун (який з'єднується шарнірами з шатуном), склянка кінці колінувала). Внутрішньою порожниною кривошипно-шатунних механізмів є масляні ванни, оснащені масловказівником та зливними пробками. У молочних гомогенізаторах змазування частин кривошипно-шатунних механізмів, що труться, відбувається завдяки розбризкуванню масла в процесі обертання коліналу. Олія, що знаходиться у внутрішній порожнині, охолоджується за допомогою теплового обміну з навколишнім середовищем. Водопровідна вода йде для охолодження плунжерів.

Деякі гомогенізатори для молока оснащують примусовою системою змащування деяких, більш схильних до впливу тертя, частин. Охолодні агрегати таких гомогенізаторів мають змійовик, в який надходить теплопровідна вода, що охолоджує масло. Вони укладаються на дно корпусу. У таких установках обов'язково наявність спеціального реле протоки, що забезпечує контроль води. Плунжерний блок гомогенізатора прикріплений двома шпильками до корпусу кривошипно-шатунного механізму. Він забезпечує всмоктування молочної суміші з напрямної магістралі та нагнітає її під тиском до гомогенізуючої голівки.

Плунжерні блоки складаються з корпусу, плунжерних манжетних ущільнювачів, кришок (нижньої, верхньої та передньої), всмоктувальних та нагнітальних клапанів, сідел клапанів, прокладок, втулок, пружин, фланця, штуцера, фільтрувального пристрою. Торцева площина плунжерних блоків має гомогенізуючу головку, призначену для двоступінчастого процесу гомогенізації молочної суміші, який відбувається завдяки проходженню суміші через отвір між клапанами та сідлами клапанів під високим тиском.

Манометричну голівку, що забезпечує контроль тиску при гомогенізації, закріплюють на верхню площину блоків плунжерних. Манометричні головки включають дроселюючі пристрої, які дозволяють зменшити коливання стрілки. Вони складаються з корпусу, голок, ущільнювачів, гайок, що стискають, шайб і манометрів, що оснащуються мембранними роздільниками. Запобіжні клапани, розташовані навпроти гомогенізуючих головок, виключають різке підвищення тиску вище за необхідний. Запобіжні клапани складаються з гвинта, контргайки, п'яти, пружини, клапана та сідла клапана. Для налаштування номінального тиску використовують притискні гвинти запобіжного клапана. Станини гомогенізаторів для молока - це литі або зварені конструкції зі швелера або з облитих листових сталей. Кривошипно-шатунний механізм розташовується у верхній частині станини, а всередині двома кронштейнами із шарнірними кріпленнями прикріплена плита з електродвигуном. Цю плиту підтримують гвинти, що регулюють клинові ремені. Станину оснащують чотирма регульованими по висоті опорами. Боки станини можна закрити кришкою, що знімається.

Молочна суміш прямує насосом у всмоктують канали плунжерних блоків. Далі продукція під високим тиском через нагнітальні клапани прямує до гомогенізуючих голівок і на великій швидкості проходить через отвір між поверхнею гомогенізуючих клапанів та їх сідел. У процесі такого впливу відбувається гомогенізація суміші, і вона стає однорідною. Далі молочна суміш надходить на зберігання або для переробки.

Хімічна, харчова, будівельна та багато інших галузей промисловості немислимі без використання різноманітних суспензій, емульсій та колоїдних розчинів, які допомагає готувати.

Як приклад можна згадати мастильні машинобудівні емульсії, паливні емульсії, модифікований полімерами бітум, а також широкий спектр харчових жирових емульсій, всілякі гелі, креми, пасти – список воістину нескінченний. Для отримання якісних гомогенних багатокомпонентних сумішей та колоїдних розчинів на підприємствах встановлюють спеціальні лінії змішування, до складу яких обов'язково входять пристрої для диспергування – найтоншого подрібнення твердих або рідких компонентів.

Якщо перед виробниками стоїть завдання дроблення виключно рідкої фракції та рівномірного її розподілу в рідкій основі (дисперсному середовищі), або потрібна суспензія з невеликим обсягом твердої фази – як робочий агрегат використовують гомогенізатор. Стійкість емульсій до розшарування визначається насамперед розміром дисперсної фази. Наприклад, у стабільній водно-жировій емульсії розмір крапель жиру не повинен перевищувати 5 мікрон. І сучасні відцентрові (роторні) гомогенізатори легко забезпечують цю умову. Роторний гомогенізаторзастосовується також за необхідності зменшення розмірів крапель готової емульсії до 1-2 мікронів - так звана вторинна гомогенізація.

Роторний та клапанний гомогенізатор

Якщо нещодавно найбільш поширеним типом гомогенізаторів були, то в даний час перевага надається відцентровим (роторним) гомогенізатором, що зумовлено їх органічними перевагами: невеликою масою, компактними розмірами, низьким енергоспоживанням та простою конструкцією, а отже – високою надійністю.

Залежно від моделі швидкість обертання ротора гомогенізатора варіюється від 2000 до 18000 об/хв. Інтенсивні завихрення і мікрокавітаційні процеси, що виникають при цьому, гарантовано забезпечують досягнення заданої однорідності суміші та її стабільність.

Якщо технологічним процесом передбачається виготовлення суспензії з великим вмістом твердої фази (до 40%) або необхідно отримати високостійку емульсію, або тонку суспензію – вдаються до процесу змішування твердих та рідких речовин у колоїдному млині (диспергаторі). Колоїдний млин дозволяє не тільки інтенсивно перемішувати частинки та краплі в суспензії або густій ​​емульсії, але й додатково дробить тверду фракцію суспензії (краплі емульсії) до розміру 1-2 мікрони, виробляючи надзвичайно якісні суспензії та емульсії.

Гомогенізатор колоїдний млин

Конструктивно нагадують роторні (відцентрові) гомогенізатори. Подрібнення твердої фракції в колоїдному млині відбувається, так званим, мокрим способом. Основним робочим органом колоїдного млина, як і гомогенізатора, є пара робочих дисків, забезпечених виступами складної форми. Один із дисків виступає в ролі статора, інший – ротора. При цьому лінійна швидкість поверхні диска, що обертається, може досягати 125 м/с, що забезпечує інтенсивні турбулентні і ударно-кавітаційні процеси в міждисковому просторі, що сприяють ефективному подрібненню дисперсної фази і її рівномірному розподілу в дисперсному середовищі.

Практика показала, що на сьогоднішній день колоїдні млини здатні забезпечити найвищий ступінь диспергування та емульгування, що задовольняє вимогам переважної більшості промислових технологічних процесів.

І готування стане легшим

Якщо Ви любите створювати в домашніх умовах кетчуп, сік з м'якоттю, майонез, вершки, овочеве пюре, соуси, коктейлі, то чудовою «паличкою-виручалочкою», що полегшує Вашу працю і оптимізує технологічний процес готування, може стати гомогенізатор.

Саме він відмінно подрібнить продукти, забезпечивши якісне змішування та однорідність структури.

Звичайно, цю роботу можна проводити і за допомогою міксера (або навіть віночка). Але в цьому випадку складно здійснювати повноцінний контроль розміру частинок та однорідності одержуваного продукту.

Тому, домашні кетчупи, майонези, соки, - не дивлячись на натуральність, - часто поступаються за смаковими та естетичними якостями тим продуктам, які виробляють промисловим способом.

Домашні гомогенізатори не такі поширені в побуті, як у промисловості та в закладах громадського харчування, але все-таки той, хто хоче добитися від страв бездоганності, бачить у гомогенізаторах величезну допомогу.

Але як вибрати оптимальну модель гомогенізатора для дому?

Планетарні та занурювальні гомогенізатори

Кухні закладів громадського харчування можуть собі дозволити мати два типи гомогенізаторів: планетарні та занурювальні. Для домашньої кухні два прилади - перебір. Доводиться вибирати щось одне.

Як показує практика, найбільш універсальними можна назвати занурювальні гомогенізатори.

Режим роботи

Найбільш прості моделі працюють лише в імпульсному режимі. В принципі, якщо Ви готуєте на невелику кількість персон, та до того ж і рідко, а так само для Вас не принципово важливе ідеальне та ретельне змішування компонентів (наприклад, тому що Ви працюєте виключно з однорідними фракціями), то такого режиму цілком достатньо.

Але все ж таки сумліннішим і працьовитим «характером» відрізняються зовсім не ці моделі, а гомогенізатори, що мають два режими: імпульсний і «турбо».

Бризкам немає!

Якщо Ви не хочете, щоб Ваша кухня була «обдарована» бризками, то краще придбати модель, що має спеціальну антирозбризкувальну форму насадки.

Крім того, дуже допоможе регулятор швидкості. При «глибинних» роботах швидкість можна збільшити (щоб сперечалася робота), а за «зовнішніх» - знизити.

При цьому також вітається наявність у гомогенізатора спеціального варіатора, що забезпечує м'якість перебудови темпу обертання робочої насадки.

«Дружелюбність» до різних продуктів

Втім, регулятор швидкості, безумовно, важливий не лише для гарантії акуратності робіт, а й як коректної «співпраці» гомогенізатора з різними продуктами. Адже одні з них м'якіші, інші – жорсткі.

Для домашнього використання при цьому цілком вистачить гомогенізатора, орієнтованого на діапазон швидкості 1500 - 2500 об/хв. А швидкісні гомогенізатори - представники професійних ліній.

Тандем форми приладу та матеріалу ручки

Одним із серйозних моментів, який може відлякати від покупки занурювального гомогенізатора, є те, що його не завжди зручно тримати в руках.

Втім, якщо виробник справді серйозно замислюється про ергономіку, то він, по-перше, «створює» форму, що анатомічно «відчуває» руку, а, по-друге, принципове значення приділяє «поряд» ручки. Якщо ручка прогумована, то це величезний бонус у «скарбничку» успіху!

Вентиляційні отвори

Купуючи гомогенізатор, не варто ігнорувати те, як на конструкції розташовані вентиляційні отвори. Найкраще, якщо вони розташовані у верхній частині техніки. У цьому випадку мінімізується ризик того, що у суміш, що збивається, потраплятимуть зайві потоки повітря.

Так само важливо, щоб вентиляційні отвори були захищені від попадання в них суміші, що збивається. Цей аспект у жодному разі не варто ігнорувати при покупці кухонної техніки.

Матеріал

Як матеріал насадок гомогенізатора вітається нержавіюча сталь. А корпус знову-таки краще вибрати або сталевий, або виготовлений із композитних матеріалів. А ось стандартний пластик досить швидко виходить із ладу. Адже прилад за родом своєї діяльності веде інтенсивне динамічне «життя». І не варто забувати, що це ж Вам, наприклад, не тихоня-чайник!

Покупка

Гомогенізатори – відносно новий у нашій країні вид побутової техніки. Також не варто забувати, що зараз багато домашніх гомогенізаторів є насадкою у вигляді «квітки» на занурювальний блендер: вона не завжди працює ідеально, але з нею у Вас є вибір - купувати гомогенізатор окремо або «у складі» блендера.

Надійних та добротних гомогенізаторів Вашої кухні, а Вашому столу смачних та цікавих страв!