Визначення якості диспергування молочного жиру в струминно-щілинному гомогенізаторі молока
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.213236Ключові слова:
гомогенізація, струминно-щілинний гомогенізатор, дисперсність, диспергування емульсії, критерій Вебера, жирова кулькаАнотація
Однією з актуальних задач молокопереробної промисловості є зниження енергетичних витрат процесу диспергування молочного жиру при забезпеченні високого ступеня гомогенізації. Вирішити цю задачу можливо за рахунок розробки та впровадження практично не дослідженого струминно-щілинного гомогенізатора молока. Принцип його дії полягає у попередньому відділенні вершків з незбираного молока і подачі їх у швидкісний потік знежиреного молока. При цьому гомогенізація відбувається за рахунок створення достатньої різниці швидкості дисперсної та дисперсійної фаз молочної емульсії, що математично описується критерієм Вебера.
Проведені експериментальні дослідження впливу жирності вершків, швидкості їх подачі та ширини кільцевої щілини на показники дисперсності при гомогенізації в розробленому гомогенізаторі. Знайдено математичну залежність, яка пов'язує ці параметри. Доведено, що для отримання молочної емульсії з дисперсністю 0,8 мкм ширина кільцевої щілини має складати 0,1–0,5 мм, жирність вершків 40–50 %, а швидкість їх подачі – менше 40 м/с. Результати оцінки показників якості диспергування свідчать про зменшення середнього діаметра жирових кульок на 7 % у порівнянні з найбільш поширеним у промисловості показниками клапанного гомогенізатора. Було визначено уточнене критичне значення критерію Вебера для диспергування жирової фази молока – 29, що свідчить про збільшення інтенсивності процесу гомогенізації в порівнянні з струминним гомогенізатором молока з роздільною подачею вершків. Знайдене критичне значення критерію необхідне для створення теорії процесу диспергування молочного жиру та розробки більш ефективних конструкцій гомогенізаторів молокаПосилання
- Fialkova, E. A. (2006). Gomogenizatsiya. Noviy vzglyad. Sankt-Peterburg: GIORD, 392.
- Nuzhin, E. V., Gladushnyak, A. K. (2007). Gomogenizatsiya i gomogenizatory. Odessa: Pechatniy dom, 263.
- Huppertz, T. (2011). Homogenization of Milk | Other Types of Homogenizer (High-Speed Mixing, Ultrasonics, Microfluidizers, Membrane Emulsification). Encyclopedia of Dairy Sciences, 761–764. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-12-374407-4.00226-0
- Ciron, C. I. E., Gee, V. L., Kelly, A. L., Auty, M. A. E. (2010). Comparison of the effects of high-pressure microfluidization and conventional homogenization of milk on particle size, water retention and texture of non-fat and low-fat yoghurts. International Dairy Journal, 20 (5), 314–320. doi: https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.11.018
- Samoichuk, K., Zahorko, N., Oleksiienko, V., Petrychenko, S. (2019). Generalization of Factors of Milk Homogenization. Modern Development Paths of Agricultural Production, 191–197. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-14918-5_21
- Deinychenko, G., Samoichuk, K., Kovalyov, O. (2016). Constructions of jet mixing dispergators of milk fat phase. Proceedings of the Tavria State agrotechnological university, 1 (16), 219–227.
- Fonte, C. P., Fletcher, D. F., Guichardon, P., Aubin, J. (2020). Simulation of micromixing in a T-mixer under laminar flow conditions. Chemical Engineering Science, 222, 115706. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115706
- Roudgar, M., Brunazzi, E., Galletti, C., Mauri, R. (2012). Numerical Study of Split T-Micromixers. Chemical Engineering & Technology, 35 (7), 1291–1299. doi: https://doi.org/10.1002/ceat.201100611
- Samoichuk, K., Zhuravel, D., Palyanichka, N., Oleksiienko, V., Petrychenko, S., Slobodyanyuk, N. et. al. (2020). Improving the quality of milk dispersion in a counter-jet homogenizer. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 14, 633–640. doi: https://doi.org/10.5219/1407
- Jiang, B., Shi, Y., Lin, G., Kong, D., Du, J. (2019). Nanoemulsion prepared by homogenizer：The CFD model research. Journal of Food Engineering, 241, 105–115. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2018.08.014
- Morales, J. O., Watts, A. B., McConville, J. T. (2016). Mechanical Particle-Size Reduction Techniques. AAPS Advances in the Pharmaceutical Sciences Series, 165–213. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-42609-9_4
- Ashokkumar, M., Bhaskaracharya, R., Kentish, S., Lee, J., Palmer, M., Zisu, B. (2009). The ultrasonic processing of dairy products – An overview. Dairy Science & Technology, 90 (2-3), 147–168. doi: https://doi.org/10.1051/dst/2009044
- Mohammadi, V., Ghasemi-Varnamkhasti, M., Ebrahimi, R., Abbasvali, M. (2014). Ultrasonic techniques for the milk production industry. Measurement, 58, 93–102. doi: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2014.08.022
- Bratsikhin, A., Leschenko, E., Kostenko, K. (2019). Influence of cavitation disintegration on dairy foods production. Journal of Hygienic Engineering and Design, 27, 173–177.
- Samoichuk, K., Zhuravel, D., Viunyk, O., Milko, D., Bondar, A., Sukhenko, Y. et. al. (2020). Research on milk homogenization in the stream homogenizer with separate cream feeding. Potravinarstvo Slovak Journal of Food Sciences, 14, 142–148. doi: https://doi.org/10.5219/1289
- Samoichuk, K., Kovalyov, A., Palyanichka, N., Kolodiy, A., Lebed, M. (2019). An experimental study of parameters in the slot type jet-mixing homogenizer of milk. Proceedings of the Tavria State Agrotechnological University, 2 (19), 117–129. doi: https://doi.org/10.31388/2078-0877-19-2-117-129
- Samoichuk, K., Kovalyov, A., Borokhov, I., Palyanichka, N. (2019). An analytical study of the energy characteristics and parameters of dispersion quality in the homogenizer of milk jet-slot type. Proceedings of the Tavria State agrotechnological university, 1 (19), 3–18.
- Samoichuk, K. О., Kovalyov, А. А. (2016). The mechanizms of fat globules in jet-mixing homogenizer of milk. Naukovi pratsi ONAKhT, 80 (1), 103–107.
- ISO 9622:2013. Milk and liquid milk products.
- ISO 707:2013. Milk and milk products. Guidance on sampling.
- Samoichuk, K., Kiurchev, S., Oleksiienko, V., Palyanichka, N., Verholantseva, V. (2016). Research into milk homogenization in the pulsation machine with a vibrating rotor. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (11 (84)), 16–21. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.86974
- Samoichuk, K., Kovalov, A, Ivzhenko, A. (2012). Analysis of methods of estimation of quality of homogenization of milk. Proceedings of the Tavria State agrotechnological university, 4 (12), 222–230.
- Kovalov, O. O., Palianychka, N. O., Lebid, M. R. (2018). Obgruntuvannia koefitsientu strumynnoi homohenizatsiyi. Ahroekolohichni aspekty vyrobnytstva ta pererobky produktsiyi silskoho hospodarstva: materialy mizhnar. nauk.-prakt. konf. Melitopol-Kyrylivka: TDATU, 46.
- Chapter 6.3. Homogenisers. Dairy Processing Handbook (2003). Lund, 115–122.
- Wang, X., Wang, Y., Li, F., Li, L., Ge, X., Zhang, S., Qiu, T. (2020). Scale-up of microreactor: Effects of hydrodynamic diameter on liquid–liquid flow and mass transfer. Chemical Engineering Science, 226, 115838. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115838
- Liao, Y., Lucas, D. (2009). A literature review of theoretical models for drop and bubble breakup in turbulent dispersions. Chemical Engineering Science, 64 (15), 3389–3406. doi: https://doi.org/10.1016/j.ces.2009.04.026
- Tartar, L. (2009). The General Theory of Homogenization. Lecture Notes, 470.
- Fani, A., Camarri, S., Salvetti, M. V. (2013). Investigation of the steady engulfment regime in a three-dimensional T-mixer. Physics of Fluids, 25 (6), 064102. doi: https://doi.org/10.1063/1.4809591
- Stankiewicz, A., Moulijn, J. A. (2002). Process Intensification. Industrial & Engineering Chemistry Research, 41 (8), 1920–1924. doi: https://doi.org/10.1021/ie011025p
- Hussong, J., Lindken, R., Pourquie, M., Westerweel, J. (2009). Numerical Study on the Flow Physics of a T-Shaped Micro Mixer. IUTAM Bookseries, 191–205. doi: https://doi.org/10.1007/978-90-481-2626-2_15
- Stepanova, L. I. (2000). Spravochnik tehnologa molochnogo proizvodstva. Vol. 1. Tsel'nomolochnye produkty. Sankt-Peterburg: GIORD, 384.
- Walstra, Р., Geurts, Т. J., Noomen, А., Jellema, А., Van Boekel, М. А. J. S. (1999). Dairy technology: Principles of Milk Properties and Processes. Part II: Processes. New York: Marcel Dekker Inc, 246.
- Postelmans, A., Aernouts, B., Jordens, J., Van Gerven, T., Saeys, W. (2020). Milk homogenization monitoring: Fat globule size estimation from scattering spectra of milk. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 60, 102311. doi: https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102311
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Kyrylo Samoichuk, Alexandr Kovalyov, Vadym Oleksiienko, Nadiia Palianychka, Dmytro Dmytrevskyi, Vitalii Chervonyi, Dmytro Horielkov, Inna Zolotukhina, Alina Slashcheva
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
