Сухое молоко в домашних условиях. Технологическая линия производства сухого молока

Сухое молоко - это растворимый порошок, получаемый высушиванием нормализованного пастеризованного коровьего молока. Изготовление сухого молока обусловлено более длительным сроком хранения данного продукта по сравнению с обычным молоком.
Существует также быстрорастворимое сухое молоко.
Обычно разводится в теплой воде и употребляется в качестве привычного напитка, сохраняя многие полезные свойства свежего пастеризованного молока. Имеет широкое применение в кулинарии. Входит в состав многих видов детских молочных смесей.

Производство сухого молока

Наверное, не каждый из нас знает, как делают сухое молоко. Впервые о данном продукте стало известно еще в далеком 1832 году, когда русский химик М. Дирчов основал первое производство сухого молока. Настоящее сухое молоко должно быть изготовлено из натурального коровьего. Процесс представляет собой несколько этапов. Сначала молоко нормализуют до нужной жирности, пастеризуют и сгущают в аппаратах с высоким давлением. Далее гомогенизируют полученную смесь и высушивают в специальных устройствах при температурах 150-180 градусов. В итоге остается белый порошок – это и есть сухое молоко, вернее его сухой остаток, потерявший 85 % своего объема (воду).
Единственным преимуществом такого продукта перед цельным молоком является возможность его длительного хранения. Плюс ко всему он занимает мало места, что очень важно при транспортировке.
Состав сухого молока такой же, как и у цельного, просто в нем нет воды. Сухое молоко производится в соответствии с ГОСТ 4495-87 «Молоко цельное сухое» и ГОСТ Р 52791-2007 «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия».

Состав сухого молока

Сухое молоко бывает цельным (СЦМ) или обезжиренным (СОМ). Эти две разновидности сухого молока различаются процентным содержанием веществ.

Цельное молоко:

Жиры (%) - 25
Белки (%) - 25,5
Молочный сахар (%) - 36,5
Минеральные вещества (%) - 9
Влажность (%) - 4

Обезжиренное молоко:

Жиры (%) - 1
Белки (%) - 36
Молочный сахар (%) - 52
Минеральные вещества (%) - 6
Влажность (%) - 5
Калорийность на 100 г - 1567 кДж (373 кКал)

Срок хранения сухого цельного молока меньше чем обезжиренного, так как жиры подвержены порче - прогорканию. Оно должно храниться при t от 0 до 10 °C и относительной влажности воздуха не выше 85 % до 8 месяцев со дня выработки.
Быстрорастворимое сухое молоко получают путем смешивания цельного и обезжиренного сухого молока. Смесь увлажняют паром, после чего она слипается в комки, которые потом снова сушат.

При правильном получении состав сухого молока сохраняет большую часть витаминов и почти все минеральные компоненты.
В 100 граммах его содержатся (в скобках - содержание в свежем молоке):

- витамин А в количестве 0,013 мг (0,02 мг)
- витамин В1 в количестве 0,01 мг (0,04 мг)
- витамин В2 - 0,02 мг (0,15 мг)
- витамин С - 0,4 мг (1,3 мг)

Кроме того, в состав сухого молока входят кальций, магний, фосфор, натрий, калий и другие макроэлементы, обеспечивающие комплексную поддержку всех систем организма.

Если при производстве сухого молока часть витаминов распадается из-за температурной обработки сырья, то минеральные компоненты не боятся термической обработки и сохраняются в молочном порошке в тех же количествах, что находились и в свежем молоке.
Неудивительно, что сухое молоко вполне может использоваться как замена свежему. Оно полезно тем, что наполняет организм энергией, кальцием и витаминами, легко усваивается и слабо влияет на общую реакцию пищеварительного тракта. Восстановленное молоко можно употреблять больным диабетом и гастроэнтерологическими заболеваниями.
Кроме того, входящий в состав сухого молока витамин В12 необходим тем, кто добровольно отказывается от употребления мяса. Очевидные полезные свойства сухого молока проявляются и в том, что приготовление из него напитка не требует кипячения: при сгущении и сушке оно уже проходит пастеризацию, уничтожающую различные бактерии.
Недостатками можно считать только свойство вызывать аллергические реакции у тех, кто не переносит свежее молоко, и пониженное количество витаминов при достаточно высокой энергетической ценности. Такой дисбаланс может приводить к набору лишнего веса.

Чем вредно сухое молоко

Из-за сушки с высокими температурами в сухом молоке образуются вредные оксистеролы.
Из-за этого сухое молоко запрещено в ряде стран.
Гомогенизация - тоже не самый полезный процесс, во время которого происходит перемешивание ротором диспегидратора и воздействие давлением 5-400 атмосфер через гомогенизатор.
Вся еда, которая готовится под давлением, вредна для человека. А под таким огромным давлением тем более.
Использование сушилок с высокими температурами, позволяющих производить максимум продукции в единицу времени, практически не оставляет в сухом молоке витаминов.
Поэтому многие люди сухое молоко считают вредным. Репутацию сухого молока как полезного продукта сегодня портят и различные подделки, в которые добавляется соя, крахмал и сахара.
Назвать такую смесь молоком уже нельзя, и чтобы в магазине не приобрести некачественный продукт, необходимо тщательно проверять, что молоко соответствует ГОСТу, а не техническим условиям, и читать информацию о составе на упаковке продукта.

Как применять сухое молоко в кулинарии

Сухое молоко получило очень широкое распространение в кулинарии и десертном деле.
Добавляемое в выпечку, оно обеспечивает более плотную консистенцию конечного изделия, а в составе различных кремов и паст обеспечивает долгое хранение готового продукта. Очень часто оно применяется для восстановления напитка.
Порошок достаточно просто смешать в нужных пропорциях с водой, чтобы получить жидкое молоко, мало отличимое на вкус и запах от цельного пастеризованного.
При получении сухого молока иногда используются вальцовые сушилки. В рабочем процессе стенки таких сушилок нагреваются, а молоко при соприкосновении с ними карамелизуется. Именно поэтому сухое молоко часто имеет «конфетный» запах.
На основе сухого молока готовят различные детские смеси и корма для подкормки домашних животных. В некоторых случаях этот напиток легче усваивается организмом ребенка, чем свежее материнское молоко. Сухое молоко можно даже заквасить для приготовления йогурта.
Также многие хозяйки добавляют сухое молоко в цельное для густоты. Сегодня недобросовестными производителями часто под видом цельного пастеризованного молока выпускается восстановленное из порошка.

Чтобы избежать такого обмана, при покупке необходимо тщательно читать состав продукта. На нем должно быть указано только цельное коровье молоко.

Сухое молоко представляет собой порошок, полученный в специальных установках путем температурной обработки пастеризованного коровьего . Продукция этого типа востребована как российским сегментом рынка, так и за рубежом, поэтому у производителя не будет проблем с организацией сбыта.

Порошкообразный продукт используется для восстановления цельного молока в регионах с неразвитым животноводством, кулинарии, косметологии, изготовлении спортивного, детского питания и кормов для животных, приготовлении консервов, алкоголя, йогуртов, сметаны и прочих молокопродуктов.

Основными преимуществами сухого молока в сравнении со свежим аналогом являются длительные (до 8 месяцев) сроки хранения, удобство транспортировки и использования.

Сырье и ассортимент предприятия

Согласно законодательству РФ, сухое молоко должно быть изготовлено в соответствии с ГОСТ Р 52791-2007 «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия».

Этот документ предусматривает, что для консервирования посредством сушки могут применяться следующие продукты:

• цельное и обезжиренное молоко;
• сыворотка молока;
• пахта;
• смесь молочных продуктов (цельного и обезжиренного молока, сливок, пахты).

В зависимости от используемого сырья и технологии сушки на выходе получают цельное сухое молоко (26% жирности и более), обезжиренное сухое молоко (до 1.5% жирности), сухие сливки, сухую сыворотку, быстрорастворимые сухие молокопродукты, многокомпонентные смеси (для изготовления пудингов, мороженого и т. д.).

В основе разнообразия продуктов лежит изменение количества жира и внесение тех или иных добавок. Например, для изготовления сухих кисломолочных продуктов потребуется нормализованное сгущенное молоко, заквашенное чистой культурой молочнокислых бактерий, которое затем высушивается в установках распылительного типа. Смеси для мороженого производят из многокомпонентной массы на основе молока, сливок, сахара, наполнителей и стабилизаторов посредством ее высушивания.

Кроме перечисленного, установки для производства сухого молока позволяют получать яичный порошок, крахмал, сухие бульоны, экстракты и иную продукцию. Это важно понимать на тот случай, если владелец бизнеса столкнется с нехваткой молочного сырья либо примет решение нарастить масштабы компании.

Закупка сырья

Успех бизнеса по производству сухого молока во многом зависит от стабильности поставок сырья. Именно поэтому вести данный вид деятельности стоит в регионах с развитым сельским хозяйством. В ином случае велик риск простоев производства. В прочем, как говорилось выше, имея в свое распоряжении соответствующие установки, можно перепрофилировать производство под экономические реалии.

Еще один вариант – организация собственной фермы, рассчитанной минимум на 500 голов. При этом серьезно возрастают стартовые капиталовложения, львиная доля которых пойдет на покупку земли строительство коровников. Также необходимо будет продумать кормовую стратегию и обеспечить качественное ветеринарное обслуживание коров.

Если же в регионе есть возможность для закупки молока, лучше обратить внимание на крупные фермерские хозяйства, расположенные в непосредственной близости от производства. Сотрудничество с мелкими фермерами может быть чревато недопоставками и затруднением контроля качества входящего продукта.

Важно: каждая партия сырого молока должна сопровождаться установленным законодательно пакетом документов.

Регистрация бизнеса

Вне зависимости от производственных масштабов, оптимальной организационной формой регистрации бизнеса по производству сухого молока станет или его аналог в вашей стране. Дело в том, что именно в этом сегменте выгодно налаживать сотрудничество с зарубежными партнерами, государственными учреждениями и крупными сетями. Все перечисленные категории клиентов предпочитают работать с юридическими лицами.

В РФ подходящей системой налогообложения чаще всего оказывается ЕНВД. При регистрации необходимо также указать код ОКВЭД 10.51 «Производство молока и молочной продукции (кроме сырого).

Дополнительно следует обратиться в Роспотребнадзор для получения документов, подтверждающих соответствие продукции государственным стандартам.

Оборудование для производства сухого молока

Современный рынок готов предложить множество вариантов оборудования для производства сухого молока. При наличии внушительного стартового капитала оптимальной станет покупка готового моноблока, позволяющего изготавливать не только порошкообразный продукт, но и широкую линейку молокопродуктов, включая мороженое и сыры. Стоимость такого комплекса составит порядка 60 млн. рублей.

Если речь идет о компактной установке для изготовления только сухого молока, затраты на оборудование составят порядка 10 млн. рублей плюс расходы на дополнительные технологические элементы – технику для охлаждения и нагрева, пастеризаторы, анализаторы жирности, фильтры, резервуары и т. д. Конечная смета будет зависеть от мощности комплекса, страны производства, состава и других факторов.

Нередко встречаются объявления о продаже б/у установок. Однако здесь следует быть начеку – мало кому хочется расставаться с прибыльным бизнесом без веских на то причин. И одной из них может быть существенный износ или устаревание производственной линии.

Технология производства сухого молока + Видео как делают

Классификация

Сухое молоко бывает цельным (СЦМ) или обезжиренным (СОМ). Обе разновидности различаются процентным содержанием веществ.

Срок хранения сухого цельного молока меньше чем обезжиренного, так как жиры подвержены порче - прогорканию. Оно должно храниться при температуре от 0 до 10 °C и относительной влажности воздуха не выше 85% до 8 месяцев со дня выработки.

Быстрорастворимое сухое молоко получают путём смешивания цельного и обезжиренного сухого молока. Смесь увлажняют паром, после чего она слипается в комки, которые потом снова сушат.

Описание процесса

Схематически технологию производства сухого молок можно представить в виде поэтапного процесса:

1. Прием и контроль качества сырья . Молоко из цистерн перекачивается в приемные резервуары. Пробы отправляются в лабораторию для контроля параметров.
2. Подготовка и очистка молока . Жидкость подогревают до 4° С и фильтруют для удаления мелких частиц, возможно, оставшихся после аналогичного процесса в условиях фермерского хозяйства.
3. Нормализация . В зависимости от рецептуры конечного продукта, сырье доводят до нужного уровня жирности. Это делают либо путем сепарации, разделяя массу на сливки и обезжиренное молоко, либо, напротив, вводя в нее более жирный продукт.
4. Пастеризация (нагрев с целью удаления микроорганизмов ). Она может быть длительной (56° С, 40 мин.), короткой (90° С, 1 мин.) и мгновенной (98° С, несколько секунд). Способ пастеризации подбирают в зависимости от требований действующего на предприятии технологического цикла.
5. Охлаждение . Этап необходим в качестве переходного к следующему.
6. Сгущение . Масса помещается в вакуумно-выпарную установку, где из нее удаляется влага. Этап заканчивается, когда массовая доля сухого вещества достигает 40-45%.
7. Гомогенизация . Представляет собой процесс придания смеси однородной структуры.
8. Финальная сушка . Смесь помещается в сушильный барабан и до =водится до заданного уровня влажности.
9. Просеивание и фасовка . Тара подбирается в зависимости от способа реализации. Это может быть мелкая потребительская тара или мешки для реализации промышленным предприятиям.

Требования к помещению

Для организации цеха по производству сухого молока потребуется отдельно стоящее сооружение с качественными подъездными путями и всеми необходимыми коммуникациями. Отдельное внимание следует уделить организации современной принудительной вентиляции, прокладке электросетей на 220 В и 230 В, отоплению и водоснабжению.

Перед тем, как начать поиски подходящего помещения, рекомендуется посетить СЭС и органы пожарного надзора. Именно эти инстанции впоследствии станут частыми «гостями» предприятия, поэтому лучше сразу ознакомиться со всеми выдвигаемыми требованиями. К слову, одно из них – облицовка внутренних поверхностей самого цеха и складских площадей керамической плиткой или иными материалами, которые легко поддаются чистке и дезинфекции.

Поскольку речь идет о пищевом производстве, следует соблюдать порядок движения продукции: от сырого молока до упакованной порошковой массы. Для этого, как минимум, необходимо подготовить отдельные помещения для приема и хранения сырья, непосредственно размещения установок, складирования готовой продукции и санитарно-бытовой зоны для персонала.

Площадь цеха будет зависеть от производственной мощности. Для установки небольшой линии рассчитанной на получение до 300 кг сухого молока за смену потребуется не менее 50 м² при минимальной высоте потолков 4 м. Если же речь идет о мощном предприятии, рассчитанном на выпуск 5 и более тонн продукции, общая площадь здания составит уже не менее 150 м², а высота потолков – до 15 м.

Подбор персонала

Количество людей, которые потребуются для обслуживания комплекса, будет зависеть от его производительности. Для производства среднего масштаба это количество составит 10-20 человек, в числе которых будут сотрудники, непосредственно обслуживающие комплекс, технолог, наладчик оборудования, грузчик, охранник, бухгалтер и менеджер по продажам. Поскольку речь идет о пищевом производстве, следует позаботиться о качественной ежедневной уборке и дезинфекции помещений. В ином случае органы санитарного надзора при первой же проверке найдут повод наложить штрафные санкции.

Особое внимание при подборе персонала следует уделить поиску технолога. В РФ масса специалистов с образованием в сфере пищевой промышленности, но без опыта работы с технологией получения искомого продукта. Если подходящего кандидата найти сложно, есть смысл открыть вакансию для выпускников профильных учебных заведений. Молодые специалисты, безусловно, не имеют опыта, однако уже знакомы с новейшими технологическими решениями отрасли. Еще один вариант – при покупке оборудования заключить договор с производителем по обучению персонала.

Продвижение товара

Даже самый качественный продукт должен быть узнаваем участниками рынка и вызывать их доверие. Еще на начальной стадии организации бизнеса предпринимателю необходимо разработать привлекательное название продукта, логотип, буклеты и другие презентационные материалы. Также в современных условиях не обойтись без сайта, где потенциальные заказчики могут получить информацию о товаре, связаться с менеджерами, оставить отзывы и запросы на покупку той или иной партии. Также посредством сайта владелец бизнеса сможет информировать о появлении новых продуктов, проведении акций, участии в выставках продовольственных товаров и других событиях.

Эффективно работает размещение информации на досках объявлений региона, в профильных каталогах и тематических изданиях, таких, например, как кулинарные журналы, справочники и т. д.

Рынки сбыта

Основными клиентами производителя сухого молока могут стать:

• кондитерские фабрики и мини-пекарни;
• молокозаводы, расположенные в регионах со сложными условиями ведения сельского хозяйства;
• косметические предприятия;
• производители спортивного питания;
• производители детского питания и молочных смесей.

В любом случае необходимо тщательно изучить потребности региона и страны в целом, ориентируясь на планируемые производственные мощности. Если даже на этой стадии отсутствует уверенность в возможности реализации всего объема товаров, следует пересмотреть бизнес-план в сторону расширения ассортимента, либо поискать рынки сбыта за пределами государства.

Еще один вариант – изготовление сухого молока как один из аспектов глобального производственного цикла иных видов продукции.

Распылительная сушка оказалась наиболее подходящей технологией удаления остатков воды из упаренного продукта, так как позволяет превратить концентрат молока в порошок, сохраняя ценные свойства молока.

Принцип действия всех распылительных сушилок состоит в превращении концентрата в мелкие капли, которые подаются в быстрый поток горячего воздуха. В силу очень большой поверхности капель (1 л концентрата распыляется на 1,5×10 10 капель диаметром 50мкм с общей поверхностью 120 м 2 ) испарение воды происходит практически мгновенно, и
капли превращаются в частицы порошка.

Одноступенчатая сушка

Одноступенчатая сушка – это процесс распылительной сушки, при котором продукт высушивается до конечной остаточной влажности в камере распылительной сушилки, см. рисунок 1. Теория образования капель и испарения в первом периоде сушки одинакова и для одноступенчатой и для двухступенчатой сушки и излагается здесь.

Рисунок 1 — Распылительная сушилка традиционной конструкции с пневмотранспортнойсистемой (SDP)

Начальная скорость капель, срывающихся с роторного распылителя, приблизительно равна 150 м/с. Основной процесс сушки протекает, пока капля тормозится под действием трения о воздух. Капли диаметром 100 мкм имеют путь торможения 1м, а капли диаметром 10 мкм – только несколько сантиметров. Основное снижение температуры сушильного воздуха, вызванное испарением воды из концентрата, происходит в этот период.

Гигантский тепло- и массообмен происходит между частицами и окружающим воздухом за очень короткое время, поэтому качество продукта может сильно пострадать, если оставить без внимания те факторы, которые способствуют ухудшению продукта.

При удалении воды из капель происходит значительное уменьшение массы, объема и диаметра частицы. При идеальных условиях сушки масса капли из роторного распылителя
уменьшается приблизительно на 50 %, объем – на 40 %, а диаметр – на 75 %. (см. рисунок 2).

Рисунок 2 — Уменьшение массы, объема и диаметра капли при идеальных условиях сушки

Однако идеальная техника создания капель и сушки пока не разработана. Какое-то количество воздуха всегда включается в концентрат при его перекачивании из выпарного аппарата и особенно при подаче концентрата в питающий резервуар из-за разбрызгивания.

Но и при распылении концентрата роторным распылителем в продукт включается много воздуха, так как диск распылителя действует как вентилятор и подсасывает воздух. Включению воздуха в концентрат можно противодействовать, используя диски специальной конструкции. На диске с загнутыми лопатками (так называемом диске высокой насыпной плотности), см. рисунок 3, воздух под действием все той же центробежной силы частично отделяется от концентрата, а в диске, омываемом паром, см. рисунок 4, проблема частично решается тем, что вместо контакта жидкость-воздух здесь существует контакт жидкость-пар. Считается, что при распылении форсунками воздух не включается в концентрат или включается в очень малой степени. Однако оказалось, что некоторое количество воздуха включается в концентрат на ранней стадии распыления вне и внутри факела распыла из-за трения жидкости о воздух еще до образования капель. Чем выше производительность форсунки (кг/ч), тем больше воздуха попадает в концентрат.

Рисунок 3 — Диск с загнутыми лопатками для производства порошка с высокой насыпной плотностью. Рисунок 4 — Диск с обдувом паром

Способность концентрата включать в себя воздух (т.е. пенообразующая способность) зависит от его состава, температуры и содержания сухого вещества. Оказалось, что концентрат с низким содержанием сухих веществ имеет значительную пенообразующую способность, которая возрастает с температурой. Концентрат с высоким содержанием сухих веществ пенится значительно слабее, что особенно проявляется с возрастанием температуры, см. рисунок 5. Вообще говоря, концентрат цельного молока пенится слабее, чем концентрат обезжиренного молока.

Рисунок 5 — Пенообразующая способность концентрата обезжиренного молока.

Таким образом, содержание воздуха в каплях (в форме микроскопических пузырьков) в значительной мере определяет уменьшение объема капли при сушке. Другой, еще более важный фактор, это температура окружающего воздуха. Как уже отмечалось, между сушильным воздухом и каплей происходит интенсивный обмен теплом и водяным паром.

Поэтому вокруг частицы создается градиент температуры и концентрации, так что весь процесс становится сложным и не вполне ясным. Капли чистой воды (активность воды 100 %) при контакте с воздухом, имеющим высокую температуру, испаряются, сохраняя до самого конца испарения температуру смоченного термометра. С другой стороны, продукты, содержащие сухое вещество, при предельной сушке (т.е. при приближении активности воды к нулю) нагреваются к концу сушки до температуры окружающего воздуха, что применительно к распылительной сушилке означает температуру воздуха на выходе. (см. рисунок 6).

Рисунок 6 — Изменение температуры

Поэтому градиент концентрации существует не только от центра к поверхности, но и между точками поверхности, в результате разные участки поверхности имеют разную температуру. Общий градиент тем больше, чем больше диаметр частицы, так как это означает меньшую относительную поверхность. Поэтому мелкие частицы высыхают более
равномерно.

При сушке содержание сухих веществ, естественно, увеличивается из-за удаления воды, при этом увеличивается и вязкость, и поверхностное натяжение. Это означает, что коэффициент диффузии, т.е. время и зона диффузионного переноса воды и пара, становится меньше, и из-за замедления скорости испарения происходит перегрев. В предельных случаях происходит так называемое поверхностное твердение, т.е. образование на поверхности жесткой корки, через которую вода и пар или абсорбированный воздух диффундируют
очень медленно. В случае поверхностного твердения остаточная влажность частицы составляет 10-30 %, на этой стадии белки, особенно казеин, очень чувствительны к нагреву и легко денатурируют, в результате образуется трудно растворимый порошок. Кроме того, аморфная лактоза становится твердой и почти непроницаемой для водяных паров, так что температура частицы возрастает еще больше, когда скорость испарения, т.е. коэффициент диффузии, приближается к нулю.

Поскольку внутри частицы остаются водяной пар и пузырьки воздуха, они перегреваются, и если температура окружающего воздуха достаточно высока, пар и воздух расширяются. Давление в частице возрастает, и она раздувается в шар с гладкой поверхностью, см. рисунок 7. Такая частица содержит множество вакуолей, см. рисунок 8. Если температура окружающего воздуха достаточно высока, частица может даже взорваться, но если этого и не произойдет, частица все равно имеет очень тонкую корку, около 1 мкм, и не выдержит механической обработки в циклоне или в системе транспортировки, так что она покинет сушилку с выбросным воздухом. (см. рисунок 9).

Рисунок 7 — Типичная частица после одноступенчатой сушки Рисунок 8 — Частица после распылительной сушки. Одноступенчатая сушка Рисунок 9 — Перегретая частица. Одноступенчатая сушка.

Если в частице мало пузырьков воздуха, то расширение даже при перегреве не будет слишком сильным. Однако перегрев в результате поверхностного твердения ухудшает качество казеина, что снижает растворимость порошка.

Если окружающая температура, т.е. температура на выходе из сушилки, поддерживается низкой, то низкой будет и температура частицы.

Температура на выходе определяется многими факторами, главные из которых:

• содержание влаги в готовом порошке
• температура и влажность сушильного воздуха
• содержание сухих веществ в концентрате
• распыление
• вязкость концентрата

Содержание влаги в готовом порошке

Первый и важнейший фактор – это содержание влаги в готовом порошке. Чем ниже должна быть остаточная влажность, тем меньше требуемая относительная влажность воздуха на выходе, а это означает более высокую температуру воздуха и частиц.

Температура и влажность сушильного воздуха

Содержание влаги в порошке напрямую связано с влажностью воздуха на выходе, и увеличение подачи воздуха в камеру приведет к чуть большему увеличению расхода выходящего воздуха, так как из-за усиленного испарения в воздухе будет присутствовать больше влаги. Большую роль играет также содержание влаги в сушильном воздухе, и если оно велико, необходимо повысить температуру воздуха на выходе, чтобы компенсировать добавочную влагу.

Содержание сухих веществ в концентрате

Увеличение содержания сухих веществ потребует более высокой температуры на выходе, т.к. испарение идет медленнее (средний коэффициент диффузии меньше) и требует большей разности температур (движущей силы) между частицей и окружающим воздухом.

Распыление

Улучшение распыления и создание более тонкодисперсного аэрозоля позволяет снизить температуру на выходе, т.к. относительная поверхность частиц увеличивается. Из-за этого испарение протекает легче, и движущая сила может быть уменьшена.

Вязкость концентрата

Распыление зависит от вязкости. Вязкость возрастает с увеличением содержания белков, кристаллической лактозы и общего содержания сухих веществ. Нагрев концентрата (не забудьте о загустевании при старении) и увеличение скорости диска распылителя или давления форсунки позволяет решить эту проблему.

Общий КПД сушки выражается следующей приближенной формулой:

где: T i — температура воздуха на входе; T o — температура воздуха на выходе; T a — температура окружающего воздуха

Очевидно, что для повышения эффективности распылительной сушки нужно либо увеличить температуру окружающего воздуха, т.е. подогревать отбираемый воздух, например, конденсатом из выпарного аппарата, либо увеличить температуру воздуха на входе, либо понизить температуру на выходе.

Зависимость ζ от температуры служит хорошим показателем эффективности работы сушилки, поскольку температура на выходе определяется остаточной влажностью продукта, которая должна соответствовать определенному стандарту. Высокая температура на выходе означает, что сушильный воздух используется не оптимально, например, из-за плохого распыления, плохого распределения воздуха, высокой вязкости и т.д.

У нормальной распылительной сушилки, обрабатывающей обезжиренное молоко (T i = 200°C, T o = 95°C), ζ ≈ 0,56.

Обсуждавшаяся до сих пор технология сушки относилась к установке с системой пневмотранспорта и охлаждения, в которой выгружаемый со дна камеры продукт высушен до требуемого содержания влаги. На этой стадии порошок теплый и состоит из слипшихся частиц, очень слабо связанных в большие рыхлые агломераты, образовавшиеся при первичной агломерации в факеле распыла, где частицы разного диаметра обладает разной скоростью и поэтому сталкиваются. Однако при прохождении через систему пневмотранспорта агломераты подвергаются механическому воздействию и рассыпаются на отдельные частицы. Этот тип порошка, (см. рисунок 10), можно охарактеризовать следующим образом:

• отдельные частицы
• высокая насыпная плотность
• пыление, если это сухое обезжиренное молоко
• не быстрорастворимый

Рисунок 10 — Микрофотография сухого обезжиренного молока из установки с пневмотранспортной системой

Двухступенчатая сушка

Температура частицы определяется температурой окружающего воздуха (температурой на выходе). Поскольку связанная влага трудно удаляется традиционной сушкой, температура на выходе должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить движущую силу (Δ t, т.е. разность температур между частицей и воздухом), способную удалить остаточную влагу. Очень часто это ухудшает качество частиц, как обсуждалось выше.

Поэтому не удивительно, что была разработана совершенно иная технология сушки, предназначенная для испарения из таких частиц последних 2-10 % влаги.

Поскольку испарение на этой стадии из-за низкого коэффициента диффузии идет очень медленно, оборудование для досушивания должно быть таким, чтобы порошок оставался в нем длительное время. Такую сушку можно проводить в пневмотранспортной системе, используя горячий транспортирующий воздух для увеличения движущей силы процесса.

Однако, поскольку скорость в транспортном канале должна быть ≈ 20 м/с, для эффективной сушки потребуется канал значительной длины. Другая система, это так называемая “горячая камера” с тангенциальным входом для увеличения времени выдержки. По завершении сушки порошок отделяется в циклоне и поступает в другую пневмотранспортную систему с холодным или осушенным воздухом, где порошок охлаждается. После отделения в циклоне порошок готов к упаковке в мешки.

Другая система досушки – это аппарат VIBRO-FLUIDIZER, т.е. большая горизонтальная камера, разделенная приваренной к корпусу перфорированной пластиной на верхнюю и нижнюю секции. (рисунок 11). Для сушки и последующего охлаждения в распределительные камеры аппарата подается теплый и холодный воздух и равномерно распределяется по рабочей зоне специальной перфорированной пластиной, BUBBLE PLATE.

Рисунок 11 — Vibro-Fluidizer санитарной конструкции

Это дает следующие преимущества:

• Воздух направляется вниз, к поверхности пластины, поэтому частицы движутся по пластине, которая имеет редкие, но большие отверстия и поэтому может долго работать без чистки. Кроме того, она очень хорошо освобождается от порошка.
• Уникальный способ изготовления предотвращает образование трещин. Поэтому BUBBLE PLATE отвечает строгим санитарным требованиям и разрешена USDA.

Размер и форма отверстий и расход воздуха определяются скоростью воздуха, необходимой для псевдоожижения порошка, которая в свою очередь определяется свойствами порошка, такими как содержание влаги и термопластичность.

Температура определяется требуемым испарением. Размер отверстий выбирается так, чтобы скорость воздуха обеспечивала псевдоожижение порошка на пластине. Скорость воздуха не должна быть слишком большой, чтобы агломераты не разрушались от истирания. Однако невозможно (а иногда и не желательно) избежать уноса некоторых (особенно мелких) частиц из псевдоожиженного слоя с воздухом. Поэтому воздух должен пройти через циклон или рукавный фильтр, где частицы отделяются и возвращаются в процесс.

Это новое оборудование позволяет бережно испарить из порошка последние проценты влаги. Но это означает, что распылительную сушилку можно эксплуатировать способом, отличным от описанного выше, при котором выходящий из камеры порошок имеет влажность готового продукта.

Преимущества двухступенчатой сушки можно резюмировать следующим образом:

• более высокая производительность на кг сушильного воздуха
• повышенная экономичность
• лучшее качество продукта:

1. хорошая растворимость
2. высокая насыпная плотность
3. низкое содержание свободного жира
4. низкое содержание абсорбированного воздуха

• Меньшие выбросы порошка

Ожиженный слой может быть либо виброкипящим слоем поршневого типа (VibroFluidizer), либо неподвижным псевдоожиженным слоем обратного смешивания.

Двухступенчатая сушка в аппарате Vibro-Fluidizer (поршневой поток)

В аппарате Vibro-Fluidizer весь псевдоожиженный слой вибрирует. Перфорации в пластине сделаны так, чтобы сушильный воздух направлялся вместе с потоком порошка. Для того чтобы перфорированная пластина не вибрировала с собственной частотой, она установлена на специальных опорах. (см. рисунок 12).

Рисунок 12 — Распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer для двухступенчатой сушки

Распылительная сушилка работает с меньшей температурой на выходе, что приводит к увеличению влагосодержания и снижению температуры частиц. Влажный порошок выгружается самотеком из сушилной камеры в Vibro-Fluidizer.

Существует, однако, предел снижения температуры, так как из-за возросшей влажности порошок становится липким даже при меньшей температуре и образует комки и отложения в камере.

Обычно применение аппарата Vibro-Fluidizer позволяет снизить температуру на выходе на 10-15 °С. Это приводит к гораздо более мягкой сушке, особенно на критической стадии процесса (от 30 до 10 % влажности), усыхание частиц (см. рисунок 13) не прерывается поверхностным твердением, так что условия сушки близки к оптимальным. Более низкая температура частиц отчасти обусловлена более низкой температурой окружающего воздуха, но также и более высоким содержанием влаги, так что температура частиц оказывается близкой к температуре смоченного термометра. Это, естественно, положительно сказывается на растворимости готового порошка.

Рисунок 13 — Типичная частица после двухступенчатой сушки

Уменьшение температуры на выходе означает более высокий КПД сушильной камеры в силу увеличения Δ t. Очень часто сушку проводят при более высокой температуре и при более высоком содержании сухих веществ в сырье, что еще больше повышает КПД сушилки. При этом, конечно, возрастает и температура на выходе, но повышенное содержание влаги снижает температуру частиц, так что перегрев и поверхностное твердение частиц не происходят.

Опыт показывает, что температура сушки может достигать 250 °С или даже 275 °С при сушке обезжиренного молока, что поднимает КПД сушки до 0,75.

Частицы, достигающие дна камеры, имеют более высокую влажность и более низкую температуру, чем при традиционной сушке. Со дна камеры порошок попадает непосредственно в сушильную секцию аппарата Vibro-Fluidizer и немедленно ожижается. Любая выдержка или транспортирование приведут к слипанию теплых влажных термопластичных частиц и образованию трудно разрушаемых комков. Это снизило бы эффективность сушки в аппарате Vibro-Fluidizer и часть готового порошка имела бы слишком высокую влажность, т.е. качество продукта пострадало бы.

Самотеком поступает в Vibro-Fluidizer только порошок из сушильной камеры. Мелочь из основного циклона и из циклона, обслуживающего Vibro-Fluidizer, (или из моющегося рукавного фильтра) подается в Vibro-Fluidizer транспортной системой.

Поскольку эта фракция представлена частицами меньшего размера, чем порошок из сушильной камеры, влажность частиц меньше, и они не требуют той же степени вторичной сушки. Очень часто они являются достаточно сухими, тем не менее, их обычно подают в последнюю треть секции сушки аппарата Vibro-Fluidizer, чтобы гарантировать требуемое содержание влаги в продукте.

Точку выгрузки порошка из циклона не всегда можно расположить непосредственно над аппаратом Vibro-Fluidizer, чтобы порошок поступал в секцию сушки самотеком. Поэтому для перемещения порошка часто применяют нагнетательную пневмотранспортную систему. Нагнетательная пневмотранспортная система позволяет легко доставить порошок в любую часть установки, поскольку транспортная линия обычно представлена 3-х или 4-х дюймовой молочной трубой. Система состоит из воздуходувки с малым расходом и высоким давлением и продувного клапана, и обеспечивает сбор и транспортировку порошка, см. рисунок 14. Количество воздуха невелико относительно количества транспортируемого порошка (всего 1/5).

Рисунок 14 — Нагнетательная пневмотранспортная система между аппаратом Vibro-Fluidizer и бункерами

Небольшая часть этого порошка опять уносится воздухом из аппарата Vibro-Fluidizer, а затем транспортируется из циклона обратно в Vibro-Fluidizer. Поэтому, если не предусмотреть специальных устройств, при останове сушилки требуется определенное время для прекращения такой циркуляции.

Например, можно установить в транспортной линии распределительный клапан, который будет направлять порошок в самую последнюю часть аппарата Vibro-Fluidizer, откуда он будет выгружен за несколько минут.

На заключительном этапе порошок просеивается и упаковывается в мешки. Поскольку порошок может содержать первичные агломераты, рекомендуется направлять его в бункер посредством еще одной нагнетательной пневмотранспортной системы, чтобы увеличить насыпную плотность.

Общеизвестно, что при испарении воды из молока расход энергии на кг выпаренной воды увеличивается с приближением остаточной влаги к нулю. (рисунок 15).

Рисунок 15 — Расход энергии на кг испаренной воды как функция остаточной влажности

Эффективность сушки зависит от температуры воздуха на входе и выходе.

Если расход пара в выпарном аппарате составляет 0,10-0,20 кг на кг испаренной воды, то в традиционной одноступенчатой распылительной сушилке он равен 2,0-2,5 кг на кг испаренной воды, т.е. в 20 раз выше, чем в выпарном аппарате. Поэтому всегда предпринимались попытки увеличить содержание сухих веществ в упаренном продукте. Это означает, что выпарной аппарат будет удалять большую долю воды, а расход энергии снизится.

Конечно, это слегка увеличит расход энергии на кг испаренной воды в распылительной сушилке, но общий расход энергии снизится.

Указанный выше расход пара на кг испаренной воды – это средний показатель, поскольку расход пара в начале процесса гораздо ниже, чем в конце сушки. Расчеты показывают, что для получения порошка с влажностью 3,5 % требуется 1595 ккал/кг порошка, а для получения порошка с влажностью 6 % — только 1250 ккал/кг порошка. Другими словами, последний этап испарения требует приблизительно 23 кг пара на кг испаренной воды.

Рисунок 16 — Коническая часть распылительной сушилки присоединенный к ней Vibro-Fluidizer

Таблица иллюстрирует эти расчеты. Первый столбец отражает рабочие условия в традиционной установке, где порошок из сушильной камеры направляется в циклоны системой пневмотранспорта и охлаждения. Следующий столбец отражает рабочие условия в двухступенчатой сушилке, в которой сушка от 6 до 3,5 % влажности осуществляется в аппарате Vibro-Fluidizer. Третий столбец представляет двухступенчатую сушку при высокой температуре на входе.

Из показателей, отмеченных знаком *), находим: 1595 – 1250 = 345 ккал/кг порошка

Испарение на кг порошка составляет: 0,025 кг (6 % — 3,5 % + 2,5 % )

Значит, расход энергии на кг испаренной воды равен: 345/0,025 = 13,800 ккал/кг, что соответствует 23 кг греющего пара на кг испаренной воды.

В аппарате Vibro-Fluidizer средний расход пара составляет 4 кг на кг испаренной воды, естественно, он зависит от температуры и расхода сушильного воздуха. Даже если расход пара в аппарате Vibro-Fluidizer вдвое выше, чем в распылительной сушилке, расход энергии на испарение того же количества воды все равно оказывается гораздо ниже (поскольку время обработки продукта составляет 8-10 минут, а не 0-25 секунд, как в распылительной сушилке). И при этом производительность такой установки больше, качество продукта выше, выбросы порошка ниже, а функциональные возможности шире.

Двухступенчатая сушка с неподвижным псевдоожиженнымслоем (с обратным смешением)

Для улучшения КПД сушки, температура воздуха на выходе To при двухступенчатой сушке уменьшена до того уровня, при котором порошок с содержанием влаги 5-7 % становится липким и начинает оседать на стенках камеры.

Однако создание псевдоожиженного слоя в конической части камеры обеспечивает дальнейшее усовершенствование процесса. Воздух для вторичной сушки подается в камеру под перфорированной пластиной, через которую распределяется по слою порошка. Такой тип сушилки может работать в режиме, при котором первичные частицы высыхают до влажности 8-12 %, что соответствует температуре воздуха на выходе 65-70 °С. Такая утилизация сушильного воздуха позволяет значительно уменьшить размеры установки при той же производительности сушилки.

Сухое молоко всегда считалось трудным для псевдоожижения. Однако пластина специальной запатентованной конструкции, см. рисунок 17, обеспечивает движение воздуха и порошка в том же направлении, в котором движется первичный сушильный воздух. Эта пластина при условии правильного выбора высоты слоя и скорости начала псевдоожижения позволяет создавать статический псевдоожиженный слой для любого выработанного из молока продукта.

Рисунок 17 — Перфорированная пластина для направленной подачи воздуха (BUBBLE PLATE)

Выпускаются аппараты со статическим псевдоожиженным слоем (SFB) трех конфигураций:

• с кольцевым псевдоожиженным слоем (сушилки Compact)
• с циркуляционным псевдоожиженным слоем (сушилки MSD)
• с комбинацией таких слоев (сушилки IFD)

Рисунок 18 — Компактная распылительная сушилка (CDI) Рисунок 19 — Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Кольцевой псевдоожиженный слой (сушилки Compact)

Кольцевой псевдоожиженный слой обратного смешения располагается в нижней части конуса традиционной сушильной камеры вокруг центральной трубы отвода отработанного воздуха. Таким образом, в конической части камеры нет деталей, мешающих потоку воздуха, и это вместе со струями, выходящими из псевдоожиженного слоя, предотвращает образование отложений на стенках конуса даже при обработке липких порошков с высоким содержанием влаги. Цилиндрическая часть камеры защищена от отложений системой обдува стенок: небольшое количество воздуха тангенциально подается с высокой скоростью через сопла специальной конструкции в том же направлении, в котором закручивается первичный сушильный воздух.

В силу вращения воздушно-пылевой смеси и возникающего в камере эффекта циклона только небольшое количество порошка уносится отработанным воздухом. Поэтому доля порошка, попадающего в циклон или моющийся рукавный фильтр, так же как и выбросы порошка в атмосферу, для этого типа сушилок снижены.

Порошок непрерывно выгружается из псевдоожиженного слоя, перетекая через перегородку регулируемой высоты, таким образом поддерживается определенный уровень псевдоожиженного слоя.

Из-за низкой температуры воздуха на выходе эффективность сушки значительно увеличена по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой см. таблицу.

После выхода из сушильной камеры порошок может охлаждаться в пневмотранспортной системе см. рисунок 20. Образующийся порошок состоит из отдельных частиц и имеет такую же или лучшую насыпную плотность, чем полученный двухступенчатой сушкой.

Рисунок 20 — Компактная распылительная сушилка с пневмотранспортной системой (CDP)

Продукты, содержащие жир, следует охлаждать в виброожиженном слое, в котором одновременно осуществляется агломерация порошка. В этом случае фракция мелочи возвращается из циклона в распылитель для агломерации. (см. рисунок 21).

Рисунок 21 — Компактная распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer в качестве агломератора-инстантизатора (CDI)

Циркуляционный псевдоожиженный слой (сушилки MSD)

Для еще большего повышения КПД сушки без создания проблем с налипанием отложений была разработана совершенно новая концепция распылительной сушилки — MultiStage Dryer (многоступенчатая сушилка), MSD.

В этом аппарате сушка выполняется в три ступени, каждая из которых приспособлена к характерной для нее влажности продукта. На ступени предварительной сушки концентрат распыляется прямоточными форсунками, расположенными в канале горячего воздуха.

Воздух подается в сушилку вертикально с высокой скоростью через воздухораспределитель, который обеспечивает оптимальное смешивание капель с сушильным воздухом. Как уже отмечалось, на этой испарение протекает мгновенно, пока капли движутся вертикально вниз через сушильную камеру специальной конструкции. Содержание влаги в частицах снижается до 6-15 %, в зависимости от типа продукта. При такой высокой влажности порошок обладает высокой термопластичностью и липкостью. Поступающий с высокой скоростью воздух создает эффект Вентури, т.е. подсасывает окружающий воздух и увлекает мелкие частицы во влажное облако вблизи распылителя. Это приводит к “спонтанной вторичной агломерации”. Поступающий снизу воздух имеет достаточную скорость для псевдоожижения слоя осевших частиц, а его температура обеспечивает вторую ступень сушки. Воздух, выходящий из этого псевдоожиженного слоя возвратного смешивания, вместе с отработанным воздухом первой ступени сушки выходит из камеры сверху и подается в первичный циклон. Из этого циклона порошок возвращается в псевдоожиженный слой обратного смешивания, а воздух подается во вторичный циклон для конечной очистки.

Когда влажность порошка снижается до определенного уровня, он выгружается через роторный затвор в Vibro-Fluidizer для завершающей сушки и последующего охлаждения.

Сушильный и охлаждающий воздух из аппарата Vibro-Fluidizer проходит через циклон, где от него отделяется порошок. Этот мелкий порошок возвращается в распылитель, в коническую часть камеры (в статический псевдоожиженный слой) или в Vibro-Fluidizer. В современных сушилках циклоны заменяются рукавными фильтрами с СИП.

В установке образуется грубодисперсный порошок, что обусловлено “спонтанной вторичной агломерацией” в облаке распылителя, где постоянно поднимающиеся снизу сухие мелкие частицы налипают на полусухие частицы, образуя агломераты. Процесс агломерации продолжается, когда распыленные частицы вступают в контакт с частицами псевдоожиженного слоя. (см. рисунок 22).

Такую установку можно эксплуатировать при очень высокой температуре воздуха на входе (220-275 °С) и чрезвычайно коротком времени контакта, достигая, тем не менее, хорошей растворимости порошка. Такая установка очень компактна, что снижает требования к размерам помещения. Это, а также сниженная за счет более высокой температуры на входе стоимость эксплуатации (на 10-15 % меньше по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой), делает такое решение очень привлекательным, особенно для агломерированных продуктов.

Рисунок 22 — Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Распылительная сушка с встроенными фильтрами и псевдоожиженными слоями (IFD)

Запатентованная конструкция сушилки с встроенным фильтром, (рисунок 23), использует проверенные системы распылительной сушки, такие как:

• Система подачи с подогревом, фильтрованием и гомогенизацией концентрата, оборудованная высоконапорными насосами. Оборудование такое же, как в традиционных распылительных сушилках.
• Распыление производится либо струйными форсунками, либо атомайзером. Струйные форсунки применяются, в основном, для жирных или продуктов с высоким содержанием белка, а роторные распылители – для любых продуктов, и особенно тех, которые содержат кристаллы.
• Сушильный воздух фильтруется, нагревается и распределяется устройством, которое создает вращающийся или вертикальный поток.
• Сушильная камера сконструирована так, чтобы обеспечить максимальную гигиеничность и предельно снизить потери тепла, например, благодаря использованию съемных
  пустотелых панелей.
• Встроенный псевдоожиженный слой представляет собой комбинацию слоя обратного смешения для сушки и слоя поршневого типа для охлаждения. Аппарат с псевдоожиженным слоем – полностью сварной и не имеет полостей. Между слоем обратного смешения и окружающим его слоем поршневого типа имеется воздушный зазор для предотвращения переноса теплоты. Здесь используются новые запатентованные пластины Niro BUBBLE PLATE.

Рисунок 23 — Сушилка с встроенным фильтром

Система удаления воздуха, при всей революционной новизне, основана на тех же принципах, что и рукавный фильтр Niro SANICIP Мелочь собирается на фильтрах, встроенных в сушильную камеру. Рукава фильтра опираются на сетки из нержавеющей стали, прикрепленные к потолку по окружности сушильной камеры. Эти фильтрующие элементы очищаются обратной продувкой, как и фильтр SANICIP™.

Рукава продуваются по одному или по четыре за раз струей сжатого воздуха, которая подается в рукав через сопло. Это обеспечивает регулярное и частое удаление порошка, который падает в псевдоожиженный слой.

Здесь используется тот же фильтрующий материал, что и в рукавном фильтре SANICIP™, и обеспечивается такой же расход воздуха на единицу площади материала.

Сопла обратной продувки выполняют две функции. При работе сопло служит для продувки, а при безразборной мойке через него подается жидкость, промывающая рукава изнутри наружу, к грязной поверхности. Чистая вода впрыскивается через сопло обратной продувки, распыляется сжатым воздухом по внутренней поверхности рукава и выдавливается наружу. Эта запатентованная схема очень важна, поскольку промывкой снаружи очистить фильтрующий материал очень трудно или невозможно.

Для чистки нижней стороны потолка камеры вокруг рукавов применяются форсунки специальной конструкции, также играющие двойную роль. Во время сушки через форсунку подается воздух, предотвращающий отложения порошка на потолке, а при мойке она используется как обычная CIP-форсунка. Камера чистого воздуха очищается стандартной форсункой безразборной мойки.

Преимущества установки IFD™

Продукт

• Более высокий выход первосортного порошка. В традиционных сушилках с циклонами и рукавными фильтрами из фильтров собирается продукт второго сорта, доля которого составляет приблизительно 1 %.
• Продукт не подвергается механическому воздействию в каналах, циклонах и рукавных фильтрах, устраняется необходимость в возврате мелочи из внешних сепараторов, поскольку распределение потоков внутри сушилки обеспечивает оптимальную первичную и вторичную агломерацию.
• Качество продукта улучшается, поскольку установка IFD™ может работать при более низкой температуре воздуха на выходе, чем традиционная распылительная сушилка. Это означает, что можно достичь более высокой производительности сушки на кг воздуха.

Безопасность

• Система защиты проще, поскольку весь процесс сушки протекает в одном аппарате.
• Защиты требует меньшее число компонентов.
• Стоимость обслуживания ниже

Проектирование

• Более простая установка
• Меньшие размеры здания
• Более простая опорная конструкция

Защита окружающей среды

• Меньшая возможность утечки порошка внутрь рабочей зоны
• Более простая очистка, так как площадь контакта оборудования с продуктом сокращена.
• Меньший объем стоков при безразборной мойке
• Меньший выброс порошка, до 10-20 мг/нм 3 .
• Экономия энергии до 15 %
• Меньший уровень шума в связи с меньшим падением давления в вытяжной системе

Сухое молоко получают при сушке пастеризованного коровьего молока. Сухое молоко разводят в теплой воде употребляют в качестве напитка, а также делают из него различные блюда и детское питание, при этом сухое молоко не теряет свои полезные свойства. Для , коровье молоко подвергается нормализации. Пастеризации и сгущению. После чего его гомогенизируют и сушат на вальцовых или распылительных сушилках. На распылительных сушилках молоко сушится при температуре 150-180 °C.

По завершению процесса сушки молоко просеивается и охлаждается.

Это довольно сложный процесс. Сухое молоко в домашних условиях приготовить нелегко, и вот почему.

Предположим, что Вы решили получить соль из соленой воды. Вы можете кипятить воду до тех пор, пока она вся не выпарится и на дне не останется соль.

А теперь предположим, что Вы захотели таким же способом получить сахар из сладкой воды. Вы можете кипятить воду и таким образом довести ее до консистенции сиропа. Но чтобы превратить сироп в сахар Вы должны быть более осторожны – если температура будет чуть больше, чем надо, сахар карамелизуется или сгорит.

Молоко же еще более сложный продукт. Чтобы превратить молоко в порошок нельзя превысить определенную температуру – иначе молоко утратит вкус. В фабричных условиях из молока сначала выпарили бы половину воды в вакуум-выпарном аппарате. Этот процесс схож с идеей, используемой при сублимационной сушке. Молоко должно быть нагрето до определенной температуры и при этом не повреждено или сожжено.

В древние времена кочевники сушили молоко следующим способом : коровье молоко наливалось в казанок и очень долго кипело на огне до густой консистенции в несколько этапов. На дно опускался заранее обработанный бараний сычуг, на который в процессе сушки молоко оседало и впитывалось. Затем его сушили полосками. Эти полоски после можно было опустить в кипяченую воду и получить молоко.

Основное преимущество сухого молока и причина, по которой оно изготавливается – это более длительный срок хранения этого продукта по сравнению со свежим молоком. И чтобы молоко долго хранилось, народ изобрел много разных способов на юге молоко сквашивали и топили, в Сибири молоко морозилось кругами в мисках и тазах. Сейчас, конечно же, никто дома не станет прибегать к таким хитростям, да и условия не позволят. Поэтому, самым эффективным способом получения сухого молока в домашних условиях является изготовление своими руками простого устройства, предназначенного для сушки этого продукта.

Сушилку для молока легко изготовить своими руками, она работает с небольшими энергозатратами и не нуждается в особом присмотре.

Сушилка представляет собой ванну для молока (объемом до 20 л) и барабан, диаметр которого 20 – 50 см, сделанный из нержавеющей стали. Диаметр барабана зависит от Ваших потребностей и возможностей. Внутри барабана устанавливается элемент для нагревания барабана до 90-100 °С. Вплотную к поверхности барабана устанавливается нож. Барабан, сход и бункер для сухого молока лучше всего делать из алюминия, дюраля или стали, предназначенной для пищевых продуктов (марка Х19Н9Т). Нагреватель - ТЭН любой конструкции (мощностью до 200 Вт) или спиральный нагреватель с коническим фарфоровым держателем, его легко найти в специальных магазинах.

Еще понадобится двигатель мощностью примерно 50 Вт, используемый для вращения новогодних ёлок. Главное преимущество такого двигателя - встроенный редуктор, который обеспечивает скорость в 1 обмин.

Хлопчатобумажные фильтры подают молоко на поверхность барабана ровным слоем. Если молоко очень жирное, жир оседает в ванне и его можно использовать для получения масла и сметаны. Барабан вращается и сушит молочный след, а тонкая корочка сухого молока соскребается ножом с поверхности, после чего молочный порошок ссыпается в бункер по сходу.

После всего сушилку нужно тщательно промыть и ошпарить кипятком. Сухое молоко необходимо хранить в прохладном месте.

Природа не просто так придумала, такой пищевой продукт, как молоко. Благодаря ему, не только маленькие дети, но и детеныши различных животных получают в организм питательные вещества для полноценного развития.

В настоящее время человеком используется молоко намного разнообразнее, чем ранее. Сейчас молоко является основным ингредиентом огромного количества блюд. Оно применяется при изготовлении выпечек и сыров, кисломолочной продукции. Технология производства молока в большей степени определяется по способу содержания животных. Самыми распространенными на сегодняшний день, это привязной способ содержания скота и беспривязной, а так же комбинированный.

Много веков подряд для потребления молока человек использовал исключительно свежее молоко, так как не знал способов его переработки для длительного хранения и транспортировки. С учетом развития технологий со временем было изобретено сухое молоко. Что же такое сухое молоко? Это - растворимый порошок. Он получается в результате высушивания цельного коровьего молока. Сухое молоко нашло широкое применение в кулинарии и в производстве детского питания. Такое молоко имеет достаточно длительный срок хранения и может разводиться в обычной воде.

Производство сухого молока

Этот технологический процесс включает в себя несколько стадий, а это: приемка сырья и его подготовка, очистка сырья и его нормализация, пастеризация и охлаждение, сгущение в специальной установке вакуум-выпарного типа и гомогенизация, распылительная сушка и окончательная стадия - расфасовка полученного продукта.

Немного подробнее рассмотрим все стадии производства сухого молока. Полученное сырье разогревается до температура от 35 до 40 градусов Цельсия. После разогрева оно проходит через специальный очистительный фильтр, где процеживается. В результате процеживания в фильтре остаются посторонние примеси в виде травы и песка, грязи. Первичный подогрев молока осуществляется для более легкого его смешивания с различными органолептическими показателями, к которым относится плотность продукта и его жирность. Далее происходит процесс нормализации, или другими словами устанавливается необходимая по технологии жирность. С этой целью часть цельного молока отправляется на сепаратор-сливкоотделитель. В результате прохождения через вышеуказанный специальный прибор мы получаем отдельно сливки и обезжиренное молоко.

Полученная нормализованная смесь, затем отправляется в установку, где проходит процесс пастеризации. В этой установке продукт нагревается до нужной температуры. Температура нагревания зависит от схемы пастеризации. Если выбрана длительная пастеризация, то нагрев происходит до температуры 63-65 градусов и длится 30-40 минут. При короткой пастеризации температура 85-90 градусов, а длительность составляет 30-60 секунд, при мгновенной - всего несколько секунд, но температура при этом до 98 градусов. Затем проходит процесс охлаждения пастеризованного молока. После охлаждения молоко помещается в накопительный бак (специальный резервуар), а затем, нужным количеством в вакуум, где сгущается до тех пор, пока не достигнет содержания массовых долей сухих веществ в количестве 40 процентов. Далее следует стадия гомогенизации, где молочной массе придается однородная консистенция. Отсюда молоко направляется в сушильную камеру. После просушки готовое сухое молоко направляется в накопительный бункер. Затем идет процесс просеивания, после которого сухой молочный порошок подается на фасовку по тарам.

Производство сгущенного молока

Существует несколько способов производства данного молочного продукта. Рассмотрим один из них. На первоначальном этапе осуществляется приемка исходного сырья и оценивается его качество. Далее идет процесс подготовки сырья, производится его растворение и смешивание компонентов. После этого осуществляется процесс гомогенизации смеси и ее пастеризация, причем последнее - весьма важный этап во всем процессе, связанном с изготовлением сгущенного молока. В результате данного процесса молоко нагревается до температуры в 90-95 градусов Цельсия. При такой температуре в молоке происходит уничтожение патогенных микрофлор, стабилизируются физико-химические свойства продукта.

После процесса пастеризации молоко сохраняет свою жидкую форму. Далее молоко охлаждается до 70-75 градусов, а затем в него добавляют сахар. Сахар добавляют как в обычном виде, так могут использовать приготовленный сироп (вода в небольших количествах разогревается до температуры в 60 градусов. После этого в нее добавляется заранее просеянный сахар, полученная смесь разогревается до 90-95 градусов, и эта температура поддерживается пока полностью не растворится сахар, полученный сироп процеживается и лишь потом добавляется в молоко). Сироп добавляется в молоко до его сгущения. Перед тем как влить полученный сироп в молоко, он процеживается.

Далее молочная смесь с находящимся в ней сахаром направляется в специальную вакуумно-выпарную установку. Здесь оно попадает в специальный резервуар, где происходит его моментальное закипание и последующее загустение. После этого полученная смесь охлаждается до 20 градусной температура. После охлаждения добавляется в молоко затравка. Затравка, эта лактоза, которая размолота до состояния пудры. На последнем этапе происходит расфасовка полученного сгущенного молока по тарам. Это могут быть жестяные банки или ламистерные, полистироловые стаканчики или полипропиленовые бутылки. В зависимости от тары различается и срок хранения сгущенного молока.

Видео о производстве молока