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.
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.
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.
Среди представителей молочного бизнеса сегодня не так уж много производителей сухого молока — растворимого молочного концентрата. Между тем сухое молоко широко применяется в изготовлении кондитерских изделий, косметических средств, входит в состав сухих смесей детского питания, а также употребляется как напиток (разводится в воде). Поэтому спрос на данный продукт достаточно высок, а особенно — в регионах, недостаточно обеспеченных обычным молоком.
Поэтому если вы желаете освоить новую специализацию — сушка молока, открыть бизнес с нуля или расширить уже действующее производство, наша компания готова вам помочь. Мы поставляем производственное оборудование для сушки молока, устанавливающееся в цехе, а также готовые заводы «под ключ» с полным циклом производства — начиная от приемки молока в жидком виде и заканчивая расфасовкой готового продукта в тару любого объема.
Завод по сушке
Комплексное оборудование для сушки молока состоит из таких основных компонентов:
Кроме этого, наша компания поставляет мембранные установки, обеспечивающие предварительную концентрацию молочного продукта.
Это замкнутые системы фильтрации, в которых в качестве фильтра используются тонкие мембраны с порами определенного размера.
Технологический процесс, называемый сушка молока, включает в себя несколько этапов. На начальной стадии осуществляется приемка молока, его подогрев до температуры от 35 до 40 градусов и очистка от посторонних примесей.
Следующий этап сушки молока называется нормализацией. Часть молока обезжиривается и смешивается с цельным — таким образом, достигается требуемый показатель жирности.
Затем молоко подвергается пастеризации, в процессе которой оно нагревается до определенной температуры в зависимости от выбранной технологии (мгновенная, быстрая или длительная пастеризация). Цель пастеризации — устранение вредоносных микроорганизмов.
На следующей стадии молоко поступает в вакуумно-выпарную установку, где проходит процесс сгущения. По завершении этой стадии сухие вещества составляют 40% от общего объема продукта. После этого продукту придают однородную консистенцию (гомогенизация) и подвергают окончательной усушке в сушильной камере.
На этом сушка молока завершается, порошок поступает в накопительный резервуар, а оттуда — на расфасовку. Для максимального увеличения срока годности продукта, как правило, используется вакуумная упаковка.
Такой способ консервирования, как сушка, нашел применение в производстве сухого молочного продукта. Сухое молоко – легкорастворимый порошок, полученный из натурального молока. Хотя большинство потребителей имеет сложившийся стереотип об этом продукте как о низкокачественном товаре.
Технология производства сухого молока позволяет сохранить все лучшие качества натурального продукта.
Пищевая промышленность широко применяет его не только как самостоятельный продукт, но и в кулинарии, и при производстве молочных смесей. Неоспоримым преимуществом этого продукта является продолжительный срок хранения. Ведь сухое молоко при соблюдении правил хранения, будет годно к употреблению до 8 месяцев, что несравнимо дольше, чем традиционная пастеризация или стерилизация натурального молока. Возможно, именно этот фактор обеспечивает высокую популярность сухого молока.
Предприятиям пищевой промышленности невыгодно работать с простым молоком. Оно быстро портится, дорого в хранении и доставке. Отсюда следует высокий спрос на поставки данного продукта.
Сухое молоко используется:
Сухое молоко имеет две разновидности. На это влияет качество исходного продукта:
Обезжиренный сухой продукт имеет более продолжительный срок годности, так как в составе нет жиров, подверженных порче, а это – несомненное преимущество такого типа товара.
На сегодняшний день существует несколько видов технологии производства сухого молока.
Вальцовая сушка (выпаривание)
Классическим способом считается вальцовая сушка. Принцип действия этой системы заключается в нагреве молока, наносимого тонки слоем на стенки горячего барабана. От сильного нагрева из молока выпаривается влага, которая в дальнейшем выводится с помощью постоянно работающего насоса. Сухой продукт снимают со стенок барабана специальными ножами. Произведенное таким способом сухое молоко имеет своеобразный привкус. Соприкасаясь с горячей стенкой барабана, молоко моментально карамелизируется. Благодаря этому привкусу, данный продукт и нашел применение в кондитерской промышленности.
Распылительная сушка
В настоящее время технологию выпаривания заменяют на более современный метод производства – распылительную сушку. Для этого метода используют гомогенизированное пастеризованное молоко. Через несколько форсунок сырье попадает в специальные конусообразные камеры. Форсунки распыляют молоко по типу аэрозоля. Одновременно с молоком в камеры подается сухой горячий воздух. Правильную работу такой системы обеспечивают компьютерные программы – их задача контролировать температуру и давление молока и воздуха. Готовый продукт оседает на противоположной стороне установки и выводится оттуда механическим транспортером или пневматическим транспортом. На конечной стадии происходит охлаждение готового продукта и пропускание его через сито, чтобы исключить попадание посторонних предметов или нежелательных комочков. Технология производства сухого молока методом распыления довольно эффективна, благодаря сложному электронному управлению обеспечивается минимизация затрат энергии на прогрев и повышается КПД оборудования.
Наличие на предприятиях молочной промышленности технологий и оборудования для производства сухого молока делает их независимыми от местных климатических особенностей. Это обеспечивает поставку качественного товара потребителю в течение всего года, а также значительно увеличивает возможности экспорта и импорта продуктов молочной промышленности.
Превращение порошка в молоко
Кулинария – не единственная область применения сухого молока. При растворении порошка в теплой воде оно превращается во вкусный и полезный напиток, таким способом получается восстановленное молоко. Его успешно используют во многих регионах нашей страны.
Растворенное сухое молоко используют в детском питании. В отличие от натурального продукта оно не вызывает аллергических реакций у слабого организма ребенка. Этому способствует сбалансированный состав сухого цельного молока. Стабильные характеристики данного продукта обеспечивают преимущество восстановленного молока.
Появлению сухого молока способствовала необходимость переработки натурального молока.
В сухом виде молоко удобно транспортировать, таким образом, решается задача бесперебойной поставки необходимых продуктов питания населению, проживающему в отдаленных районах нашей страны. Качественное сухое молоко имеет те же органолептические показатели, что и свежее пастеризованное молоко. Растворив порошок в теплой воде, мы получаем белую жидкость слегка кремового оттенка. Такой напиток по своей питательности не уступает натуральному молочному продукту.
Видео технология производства сухого молока:
Другие похожие статьи на Изготовление сухого молока по технологии
Тятя.ру — это молодой познавательный сайт о доме и семье. Со временем он превратится в кладезь знаний и станет ежедневным помощником в быту
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.
Материал полезен? Да 7 / Нет 1
Обратная связь
Т — это твердь. Тятя — это ставящий на ноги и дающий опору в жизни. Тятя.ру — это опыт и знания, позволяющие твёрдо шагать по жизненному пути.
Использование материалов возможно при наличии гиперссылки на сайт tyatya.ru и с указанием авторства.
Основной сферой применения сухого цельного и обезжиренного молока является производство различных хлебопродуктов, мясных изделий, в качестве связующей добавки в фарш колбас и сосисок, а также при изготовлении кондитерских изделий. Помимо этого, сухое молоко с содержанием сухих веществ не менее 96% используется для получения восстановленного молока.
В настоящее время основной и самой широко используемой технологией производства молочного порошка высокого качества является распылительный метод. Также быстрорастворимое сухое молоко изготавливают из смеси обезжиренного и цельного молока посредством следующего метода: сухая смесь увлажняется посредством пара до образования гранул, после чего снова сушится. В силу высокого и стабильного спроса на данную продукцию, несмотря на высокий уровень энергозатрат, производство сухого молока является более чем прибыльным и перспективным бизнесом.
Технология производства включает в себя несколько этапов для реализации, которых используется соответствующее оборудование:
Линия по производству сухого молока имеет в своем устройстве сушильные камеры для сушки молока, посредством горячего воздуха сырье подается в сушильную камеру специальным насосом. После чего распыленное молоко выводится из сушильной камеры и поступает на фасовку.
Сухое обезжиренное молоко изготавливается по более упрощенной технологии, так как процедура выпаривания сырья выполняется до уровня содержания сухих веществ в 30–34%, что исключает необходимость в нормализации и гомогенизации сырья. Кроме этого, процедуры приемки, очистки и пастеризации обезжиренного сырья идентичны тем, что применяются на других молочных производствах.
Для выполнения данной процедуры, являющейся одной из основных в технологии производства сухого молока, линия по производству сухого молока оснащается специальными вакуумно-выпарными установками. Наиболее эффективными из которых являются многоступенчатые установки для выпаривания молока, выполняющие процедуру удаления влаги путем нагрева сырья в условиях вакуума.
Например, по данному принципу функционирует линия по производству сухого молока «Виганд», производительность которой составляет от 2000 до 8000кг испаренной влаги в час. Линия по производству сухого молока индийской компании SSP Pvt. Ltd. отличается инновационными техническими решениями и высокой производительностью, так как процедура выпаривания сырья выполняется с помощью низкотемпературного вакуумного метода, что в свою очередь позволяет значительно сократить затраты электроэнергии.
Однако подобная линия по производству сухого молока, имеющая в своем устройстве термокомпрессоры, значительно сложнее обычных вакуумных аналогов.
Данная операция выполняется посредством таких методов как: вихревой и прямоточный. В случае с первым сушка распыленного продукта выполняется в вихревом потоке горячего воздуха, который используется в агрегатах с горизонтальной сушкой. Единственный недостаток данного оборудования – это необходимость в сложной процедуре очистки воздуха и смеси.
Линия для производства сухого молока, видео-обзор:
Другие похожие статьи на Промышленные линии для производства сухого молока
Исследования компании IndexBox
В январе 2016 года специалисты компании IndexBox провели исследование российского рынка сухого молока. Исследование выполняется на ежегодной основе и состоит из нескольких разделов, включая анализ производства, импортно-экспортных операций, оценку объема рынка. Предоставлен прогноз развития рынка на среднесрочную перспективу в натуральном и стоимостном выражении исходя из двух сценариев развития экономики РФ. Рассмотрена цепочка ценообразования на рынке и каналы сбыта продукции, представлены розничные и оптовые цены на сухое молоко. Особое внимание уделено факторам, определяющим развитие рынка сухого молока в России (состояние сырьевой базы, развитие экономики в РФ, социально-демографические тенденции и прочее).
Сухое молоко – растворимый порошок, получаемый путем высушивания нормализованного пастеризованного коровьего молока. Оно широко применяется в промышленности для производства продуктов питания (хлебобулочных, кондитерских, мясоколбасных изделий и других), а также распространяется в розничном канале продаж. Сухое молоко подразделяется по жирности – от 1,5% до 20% и более.
На протяжении всего 2015 года российские производители сухого молока показывали традиционную для отрасли динамику: максимальные объемы выпуска пришлись на летне-осенний период. Однако, начиная с июля, в каждом месяце данного пикового сезона 2015 года (за исключением августа) было произведено меньше, чем было выпущено в предыдущем месяце, по сравнению с аналогичными показателями 2014 года.
Например, прирост производства в июле 2015 года к июню 2015-го составил -8%, в то время как прирост производства в июле 2014 года к июню того же года составил +3%. Отчасти это было обусловлено высокой базой 2014 года (рис. 1 ) .
Тенденция сменилась лишь к концу 2015 года – в декабре объем производства сухого молока вырос на 20% в натуральном выражении по сравнению с предыдущим годом (рис. 2 ) .
Совокупное падение объемов производства за 2015 год составило 14% по сравнению с предыдущим годом. Спрос на сухое молоко формируют население, сегмент HoReCa, а также отрасли пищевой промышленности, использующие его в своем производстве (например, кондитерские предприятия). Можно отметить стабильный спрос на сухое молоко со стороны всех категорий потребителей.
По данным исследования, проведенного специалистами компании IndexBox, сокращение объемов производства связано с проблемами в молочной отрасли России и дефицитом сырья, который усугубился после введения продовольственных контрсанкций. Среди главных сдерживающих факторов развития молочного скотоводства – высокая доля в удоях личных подсобных хозяйств с низкими показателями производительности, а также постоянное сокращение поголовья.
Объем производства сухого молока в стоимостном выражении повторяет динамику производства в натуральном выражении – 16%, по итогам 2015 года (табл. 1
)
.
По данным исследования, проведенного специалистами компании IndexBox, себестоимость производства продукта значительно выросла из-за удорожания материально-технических ресурсов и заемных средств. В целях сохранения уровня прибыльности производителям приходится снижать себестоимость продукции за счет использования дешевого, менее качественного сырья.
Среди товарных категорий основной объем по-прежнему приходится на сухое молоко с массовой долей жира до 1,5%: в четвертом квартале 2015 года было произведено 7135 тонн такой продукции, что составляет 44% от совокупного объема производства в натуральном выражении (рис. 3
)
.
По сравнению с третьим кварталом предыдущего года, доля данной категории снизилась на 23 п.п., наряду с ростом доли, приходящейся на сухое молоко с массовой долей жира от 2% до 18%.
В таблице 2
представлены 10 заводов–производителей сухого молока, ранжированных по объему выручки в 2014 году. Лидером по данному критерию стало ОАО «Чебаркульское молоко» (Челябинская обл.). Далее следуют ОАО «Княгининское молоко» (Нижегородская обл.) и ЗАО «Мелеузовский МКК» (Башкирия).
Наибольший объем производства среди всех федеральных округов приходится на Приволжский ФО: в четвертом квартале 2015 года там было произведено 10 820 тонн сухого молока, что составляет 67% от совокупного объема (рис. 4 ) .
На втором месте с долей 16% находится Центральный ФО, а на третьем месте с долей в 10% расположился Сибирский ФО. В совокупности на эти федеральные округа в четвертом квартале 2015 года приходилось 93% российского объема производства, в то время как в первом квартале 2015-го на те же округа приходилось 89%. Нестабильное распределение долей в совокупном объеме производства показывает неравномерную загрузку мощностей во всех федеральных округах, обусловленную сезонным фактором.
Основным барьером развития производства сухого молока в России является дефицит сырья –производство цельного молока в России в последние годы стагнирует.
К основным причинам, тормозящим развитие отрасли, следует отнести низкую степень перевооружения и модернизации молочных комплексов, слабую инвестиционную привлекательность молочного животноводства в большинстве регионов, низкую конкурентоспособность молока-сырья по отношению к импортному, значительную долю личных подсобных хозяйств в общей структуре производства молока (в первой половине 2015 года – 44,2%, а в 2014-м – 45,7%), а также рост объемов выпуска молокосодержащей* и фальсифицированной молочной продукции.
При этом среди положительных моментов отмечается рост доли корпоративного сектора и продолжающаяся консолидация отрасли, где предприятия объединяются в союзы (кооперативы), которые могут отстаивать общие интересы перед переработчиками. Однако в связи с высокой капиталоемкостью и длительными сроками окупаемости проектов, темпы развития в среднесрочной перспективе будут сохраняться на низком уровне. По оценке Минэкономразвития России, рост производства сырого молока в 2018 году составит 1,7% к 2014 году.
Затянувшееся на 7 месяцев (с июля по декабрь 2015 года) падение производства сухого молока – прямое следствие подрыва сырьевой базы отрасли.
Дефицит цельного молока, образовавшийся после запрета импорта из стран ЕС, не смогли перекрыть даже увеличившиеся поставки из Белоруссии. Участники рынка не ожидают скорого восстановления отрасли – даже в условиях, благоприятных для развития, создание отечественной сырьевой базы займет несколько лет и потребует немалых инвестиций.
* Продукция, которая может содержать как молочный жир, так и его заменитель, а также другие пищевые ингредиенты.
Дарья Бирюкова
Довольно заманчивой может стать идея производства сухого молока как бизнес. Расскажем о том, какое оборудование для этого потребуется и предложим отзывы опытных предпринимателей. Сегодня это направление считается довольно перспективным и выгодным даже при открытии небольшого завода.
Сферы деятельности по производству пищевых продуктов относятся к высокорентабельным формам бизнеса. Ведь в питании ежедневно нуждаются все люди без исключения. Для предприимчивого бизнесмена разница состоит лишь в выборе конечного товара для потребителей.
Сухое молоко используется в различных направлениях промышленности:
Удивительно то, что такой востребованный продукт становится все более дефицитным в нашей стране. Хотя именно Россия всего лишь несколько десятилетий назад занимала лидирующие позиции по его изготовлению и экспорту. Наладить такую линию достаточно просто и относительно недорого, зато прибыли обещают быть высокими. Конкуренции в данном направлении деятельности сегодня почти нет, а спрос значительно превышает предложение.
Чтобы понять, насколько выгодно заниматься сухим молоком как бизнесом, достаточно узнать средние показатели по стоимости продаж. Так, в нашей стране за тонну продукции готовы заплатить не меньше 7 000 рублей. Если же наладить производство с целью экспорта, то за такое же количество сухого молока можно выручить от 3 000 до 5 000 долларов.
Привлекательным моментом является и беспроигрышность такого бизнеса. Ведь даже если сухое молоко по какой-то причине не удастся реализовать, данное оборудование можно использовать под производство других не менее востребованных товаров – яичная масса, сыворотка крови, форменные элементы, бульоны, различные экстракты, гидролизаторы и пр.
Более удобной формой регистрации бизнеса считается ООО. Для этого обращаются в налоговую службу и создают юридическое лицо. Потребуется подать такой список бумаг:
При этом выбирается подходящая система налогообложения, чаще ЕНВД и указывается код деятельности ОКВЭД 10.51 – и молочной продукции (кроме сырого). Также в Роспотребнадзоре придется получить лицензию на изготовление данного вида товара.
Поскольку промышленность в пищевой сфере очень строго контролируется санитарно-эпидемиологической службой, то желательно ознакомиться с их требованиями по обустройству помещения, гигиеническим нормам, а также по предъявляемым стандартам к качеству готового продукта. Все это будет регулярно проверяться. Каждая партия товара должна соответствовать прописанным нормам в ГОСТах.
Сделать сухое молоко своими руками на кухне не получится. По крайней мере, для промышленных масштабов и соблюдения всех характеристик качества готовой продукции потребуется обустроить отдельный цех. Для этого подойдет помещение размером в 25-30 кв. м. Но если вы сразу решили заняться крупным производством и закупить оборудование, способное давать до 5 тонн сухого молока в день, то придется найти здание площадью не меньше 110 кв. м.
В любом случае нужно подготовить его определенным образом. Цех должен отвечать таким параметрам:
Все поверхности ежедневно должны подвергаться тщательной влажной уборке и дезинфицирующей обработке. Контролируйте чистоту помещения, так как представители СЭС часто будут наведываться в цех и проверять такие параметры. Не забудьте и о пожарной безопасности, для чего придется соответствовать нормам ГПИ.
Для предпринимателей в данном направлении существует достаточно широкий выбор подходящей техники. Вы можете приобрести целый моноблок с готовой системой для всего цикла производства или же составить автоматизированную линию на основе отдельных узлов. Обычно требуются такие элементы:
Также придется закупить достаточный комплект емкостей, дополнительные осветительные приборы, системы контроля различных параметров и пр. С целью экономии можно обратить внимание на отечественных производителей данного оборудования. Но многое зависит от ваших целей. Важно ориентироваться на качество техники и ее мощность. Стоимость готовой линии может колебаться от 1 млн рублей до нескольких десятков.
Весь процесс превращения обычного молока в сухой продукт можно описать следующим образом:
В качестве основного вещества для создания сухого молока используют обычный сырой продукт. Заказать его можно на любых фермерских хозяйствах, где содержат коров или же у частных владельцев. Чтобы бизнес оказался выгодным желательно создать такой завод поблизости от животноводческих ферм и коровников. При этом не придется оплачивать доставку сырья из дальних регионов.
Если производством сухого молока заняться на крупном предприятии, то понадобится около 10-15 сотрудников для поддержания технологического процесса. Но для небольшого цеха достаточно нескольких человек:
Поскольку спрос на сухое молоко достаточно высок, а существующие заводы обеспечивают его лишь на 54%, то останется заявить о себе на рынке, чтобы покупатели выстроились в очередь. Для этого можно использовать любую доступную рекламу – в СМИ, интернет, объявления или наладить личные контакты с владельцами крупных предприятий, где требуется данный продукт.
Поставлять товар можно напрямую:
При открытии небольшого цеха по производству сухого молока можно обойтись 1-1,5 млн рублей вложений. При этом продажа готовой продукции по стоимости 7 000 рублей за тонну и уровне производительности в 300 кг в день за год работы принесет прибыли около 756 000. Поэтому уже за 2-3 года стартовые инвестиции окупятся полностью.
Если говорить о более масштабном бизнесе, то следует ориентироваться на такие цифры:
При мощности производства в 5 тонн товара в сутки можно добиться годовой прибыли в размере 12,6 млн рублей. Если же наладить экспорт продукции, то доходы значительно возрастут. Но даже при минимальных расценках можно рассчитывать на возвращение капитальных инвестиций уже через 5-6 лет.
Рентабельность данного производства не падает ниже 30-40%. А если в бизнес-план добавить и другие варианты создания товаров, тогда окупаемость проекта наступит намного раньше.
Видео: свой бизнес на производстве сухого молока.
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 – 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.
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).
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.
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.
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).
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).
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:
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.
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.
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.
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.
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:
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.
Это дает следующие преимущества:
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:
Ожиженный слой может быть либо виброкипящим слоем поршневого типа (VibroFluidizer), либо неподвижным псевдоожиженным слоем обратного смешивания.
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.
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).
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).
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.
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.
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.
Выпускаются аппараты со статическим псевдоожиженным слоем (SFB) трех конфигураций:
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.
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).
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)
Запатентованная конструкция сушилки с встроенным фильтром, (рисунок 23), использует проверенные системы распылительной сушки, такие как:
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.
Продукт
Безопасность
Проектирование
Защита окружающей среды
Сухое порошковое молоко получают из коровьего молока в результате сложного технологического процесса, состоящего из нескольких этапов. Особенность такого продукта и его отличие от цельного аналога — более длительный срок хранения, без потери качества и питательных свойств. Производство продукта требует наличия специального оборудования и соблюдения определенных технологий.
Технология производства сухого молока состоит из нескольких последовательных этапов:
Вода из цельного молока в процессе приготовления выпаривается в два этапа. Сгущение продукта — это первый этап, а второй — сушка.
Уже сгущенная молочная смесь проходит процесс сушки до образования порошка с заданной влажностью. Определяется уровень влажности готового продукта качеством связи порошкообразных компонентов с водой. А допустимая влажность — до 15% от массовой доли молочного белка.
Уровень влажности сухого молока определяется качеством связи сухих компонентов порошка с водой. Допустимая влажность продукта — до 15% от массовой доли молочного белка.
Производство сухого молока предусматривает постепенное поступление концентрированного молочного сырья на специальную сушилку, после которой продукт приобретает влажность в три процента. Использование этой технологии позволяет получить сухое молоко высокого качества.
Когда сгущенный продукт соприкасается с раскаленным барабаном сушильной установки, начинается процесс карамелизации. Сухое обезжиренное молоко, которое изготовлено при помощи вальцевой сушилки, обладает большей жирностью. Единственный минус этого способа — довольно низкая производительность.
После завершения сушки, сухое обезжиренное молоко охлаждается, фильтруется и упаковывается.
Производство сухого молока невозможно без специального и довольно громоздкого оборудования, а также без надежного источника электроэнергии и водоснабжения. Помещения, где установлено оборудование, должно иметь хорошую вентиляцию и быть в соответствии с требованиями санитарии.
Необходимое оборудование для производства сухого молока:
Данное оборудование позволяет получить концентрированную молочную сыворотку и само молоко. Особенность установки — в оснащенности специальными приспособлениями, напоминающими по форме трубы. Они отделяют молочные фракции от конденсата. Стандартные установки имеют также блоки для большей вместимости молока, и охлаждающие готовый продукт детали. Так готовый продукт не требует дополнительного охлаждения, что очень удобно для производителей. Вакуумная выпарная установка довольно проста в использовании, поскольку имеет встроенный автоматический пульт управления.
Основная функция данного оборудования — кристаллизация молочной сыворотки и конденсата, с подготовкой их для сушильного аппарата. Кристаллизация возможна благодаря работе инертных газов, которыми наполнена камера. Корпус аппарата изготавливается из прочной стали. Установка имеет также сложную систему пневматических клапанов и насосов, которые упрощают рециркуляцию молочного сырья.
В данном аппарате проходит заключительный этап производства. В камере сушильной установки происходит испарение остатков жидкости, что положительно влияет на продолжительность хранения уже готового продукта. Результат работы сушилки — хорошо сыпучие и быстро растворимые гранулы белого или светло-бежевого цвета.
Технология сушки очень простая: при помощи внутреннего насоса кристаллизованное молочное сырье попадает на распылительные форсунки внутри камеры флюидного дна. В ней происходит смешение холодных и горячих воздушных потоков, которые и обеспечивают испарение остатков влаги из сырья.
Обычное или цельное сухое молочко отличается большей питательностью, так как содержит больше жиров.
Храниться оно может не столь долго, как обезжиренный аналог, а энергетическая ценность на сто грамм порошка — 550 ккал. Обезжиренный молочный порошок содержит крайне мало молочных жиров, а храниться может в течение восьми месяцев. В ста граммах обезжиренного продукта не более 370 ккал. Существует также молоко быстрорастворимое сухое. Оно представляет собой смесь из обезжиренного молочного порошка и порошка цельного молочного. Обычно данный вид используется в приготовлении детской еды и многих продуктов быстрого питания. Процесс изготовления и технология изготовления никак не зависят от разновидности продукта.
Если различаются виды молочного порошка соотношением жиров, белков и углеводов, то общее у них — витаминный состав, включающий в себя еще и минералы, и полезные аминокислоты. По государственному стандарту в составе обязательно должны присутствовать витамины группы B, PP, A, D, E и С, холин, кальций (не менее 1000 мг на сто грамм продукта), калий (не менее 1200 мг на сто грамм продукта), фосфор (не менее 780 мг на сто грамм продукта), натрий (не менее 400 мг на сто грамм продукта). Также в нем содержится довольно много селена, кобальта, молибдена и железа. Из незаменимых аминокислот оно содержит лизин, метионин, триптофан, лейцин и изолейцин.
О полезных качествах сухого молока известно не всем. Многие люди утверждают, что сухое молоко не имеет ничего полезного, а все витамины убиваются в процессе приготовления порошка. Это утверждение не верно. Данный продукт играет важную роль в жизни северных регионов и народов, поскольку может храниться более долгое время. В процессе приготовления сырье проходит сложные стадии термической и физической обработки, а значит в нем содержится гораздо меньше опасных болезнетворных бактерий.
Если употреблять продукт регулярно, снижается риск анемии и рахита, укрепляются кости и сухожилия, восстанавливается нормальное функционирование нервной системы.
Может сухое молоко оказать и негативное влияние на здоровье. Особенно опасен продукт для людей, имеющих врожденную лактозную недостаточность или же аллергию на молочный белок. Последствия — от легкого покраснения кожного покрова до отеков и анафилактического шока. Еще один риск связан с качеством продукта и правилами его хранения. Недобросовестные производители для уменьшения стоимости готового продукта добавляют в состав растительные жиры, в том числе и пальмовое масло. Это снижает не только качество и питательную ценность, но и делает продукт опасным для здоровья. Нарушение условий хранения и герметичности упаковки может спровоцировать рост вредных бактерий и плесени, что вызовет серьезного отравление.
Производители сухого молока в России активно сотрудничают со многими предприятиями пищевой промышленности, поскольку гораздо выгоднее использовать в приготовлении многих продуктов именно сухое молоко. Цельное молочко быстро портится, довольно дорого обходится в транспортировке и занимает достаточно много места при хранении.
Продукт широко применяется:
На территории России действует около семидесяти молочных комбинатов. Часть из них занимается и производством сухого продукта. Это:
