СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУХОГО МОЛОКА
DRY MILK PRODUCTION METHOD

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к способу получения сухого молока.
Известен способ получения сухого молочного продукта, предусматривающий смешивание молока с растительными маслами, витаминами, нагревание, гомогенизацию, сушку, сгущение смеси в вакууме, при этом сушку осуществляют распылением в потоке воздуха с температурой на входе 125-130°С. (Патент РФ №2116032, МПК А23С 9/00, А23С 9/158, А23С 11/04, опубл. 27.07.1998)
Недостатком известного способа является сложность и высокие энергозатраты за счет использования процессов нагревания, сгущения, распылительной сушки в потоке горячего воздуха.
Наиболее близким является способ получения сухого молока, молочных и молокосодержащих продуктов, включающий распыление предварительно сгущенного продукта с последующим высушиванием полученных капель в потоке горячего воздуха в присутствии акустического поля, при этом на газожидкостную смесь сушащегося продукта накладывают низкочастотные гармонические колебания. (Патент РФ №2127526, МПК А23С 1/04, опубл. 20.03.1999)
Недостаток известного способа состоит в сложности способа и высоких энергозатратах, связанных с необходимостью предварительного сгущения продукта, последующего удаления влаги горячим воздухом, нагретым до 170-180°С, в котором возбуждены акустические гармонические колебания с частотой 20-80 Гц при сравнительно низком звуковом давлении 100-120 дБ.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат при одновременной простоте способа.
Технический результат достигается тем, что в способе получения сухого молока, включающем распыление продукта с последующим высушиванием, согласно изобретению распыление осуществляют путем пропускания под давлением профильтрованного парного молока через фильеру с отверстиями диаметром в интервале 0,006 мм - 1 мм с последующим высушиванием в вакуумной шахте с разрежением не менее 0,05 МПа.
Сущность способа заключается в следующем.
Парное молоко, полученное после дойки, профильтровывают и подают с помощью перистальтического насоса в вакуумную шахту. Подачу молока осуществляют через фильеру. Фильера представляет собой колпачок или пластину, выполненную из высокопрочных нержавеющих сталей и твердых сплавов, обладающих адгезионной и коррозионной устойчивостью, в которой лазерным лучом образованы отверстия диаметром в интервале 0,006 мм - 1 мм. Диаметр отверстий не может быть менее 0,006 мм из-за физико-механических свойств молока. На сегодняшний день диаметр 1 мм является максимальным диаметром, который позволит осуществить сублимацию молока по данному способу без увеличения энергозатрат. При диаметре отверстия до 1 мм запасенной энергии обрабатываемого парного молока достаточно для того, чтобы в процессе сушки вода, содержащаяся в молоке, не успевала превратиться в лед. При диаметре более 1 мм способ может быть осуществлен, но при дополнительных энергозатратах на подогрев молока. После фильеры тончайшие струйки молока, диаметр которых близок к размеру молочного белка, попадают в вакуумную шахту, в которой поддерживают разрежение не менее 0,05 МПа. Происходит процесс, при котором в условиях вакуума происходит быстрое удаление влаги из продукта. В результате получение сухого молока осуществляется без увеличения энергозатрат на единицу сублимированного продукта. Размер шахты может варьироваться от 2 до 10 м в зависимости от количества подаваемого молока. На выходе вакуумной шахты получают сухое молоко с сохранением природных качеств, которое под вакуумом упаковывают.
Для проверки правильности вывода о возможности сублимации молока, минуя фазу кристаллизации воды, была собрана опытная установка, состоящая из емкости для молока, фильеры (размер отверстий в фильере 0,1 мм) и приемной вакуумной емкости.
В процессе проведения опытов проверялась зависимость остаточной влажности сублимированного молока от разрежения. Влажность проверялась влагомером «Микрорадар 101,2». Разрежение контролировалось по мановакууметру «PF 80/VRI».
Результаты испытаний приведены в таблице.
Температура исходного продукта (молока) 33°С.
РАЗРЕЖЕНИЕ МПа
0,05
0,06
0,07
0,08
0,09
0,10
0,11
0,12
ВЛАЖНОСТЬ В %
3,1
3,1
3,1
3,2
3,6
4,3
5,2
6
Изменение разрежения от 0,05 до 0,08 МПа мало влияет на влажность конечного продукта, что в итоге позволит без особых проблем осуществлять автоматизацию процесса сублимации. Разряжение менее 0,05 МПа насосы доильных аппаратов создать не могут. Разрежение более 0,08 МПа ведет к ухудшению показателей процесса сушки. Следовательно, наиболее оптимальным режимом является разрежение 0,05 МПа.
Для того чтобы в способе-прототипе получить сухой продукт высокого качества, требуются предварительное нагревание до высоких температур, сгущение, распылительная сушка горячим воздухом в присутствии акустического поля, в результате чего резко снижается производительность и увеличиваются энергозатраты. Заявленный способ получения сухого молока позволяет снизить энергозатраты, при этом обеспечивается возможность максимально сохранить питательную ценность и качественные показатели натурального молочного продукта. Данный способ может быть применен как в малых фермерских хозяйствах, так и в крупных производственных комплексах.