Способ получения сухих молочныхпродуктов

и 1827006 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(43) Опу (45) Дат 05.81. Бю кова о делам изобретеии открытии бликования, филатов, В. Д, Харитонов, ий, Ю, Н, Хажинский, В, И.и Ю. М. Шаманов Кузнецов, Ю В. Я, Грано крв,) Заявител ЛУЧЕНИЯ СУХИХ МОЛОЧНЫХПРОДУКТОВ 4) СПОС пособ очны но оИзобретение относится к способам получения сухих молочных продуктов и может быть использовано в молочной промышленности, в особенности для получения сухого обезжиренного молока, сухого молока с пониженным содержанием жира, сухого цельного молока, сухого заменителя цельного молока, сухой сыворотки и других проду ктов.Известен способ получения сухих молочных продуктов, при котором продукт, преимущественно в виде концентрата, подвергают распылительной сушке горячим воздухом с применением вращающегося диска до влажности основного продукта на 2 - 15% выше требуемой, и досушивают горячим воздухом до требуемой влажности, причем частицы продукта размером 15 - 30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного при сушке и досушке, смешивают с основным продуктом таким образом, чтобы исключить их агломерацию с частицами основного продукта, а также между собой 1, При осуществлении этого способа частицы размером 15 - 30 мкм отделенные от сушильного агента, либо смешивают между собой и направляют в основной продукт в любое место процесса досушки, либо направляют в основной продукт раздельно. Этот сне позволяетхие мол е продукты спенью од р дности состава.,Известен также способ получения сухихд молочных продуктов, предусматривающийсушку, их последующую досушку, отделение частиц размером 15 - 30 мкм от сушильного агента и смешение их с основным продуктом, удаление из основного10 продукта во время досушки с помощью сушильного агента частиц размером менее15 мкм, отделение этих частиц от сушильного агента и связывание их с частицамиосновного продукта во время досушки 12,15 Недостаток такого способа заключаетсяв нестабильности процесса, возникающейвследствие недостаточной прочности связей между частицами размером менее15 мкм и частицами основного продукта.Цель изобретения - повышение стабильности процесса путем обеспечения болеепрочных связей между частицами размером менее 15 мкм и частицами основногопродукта,Указанная цель достигается тем, чточастицы продукта размером менее 15 мкмперед их связыванием с частицами основного продукта увлажняют до 4 - 20%,Кроме того, для интенсификации процес 30 са сушки досушку основного продукта про 827006водят в два этапа, при этом отделение частиц размером 15 - 30 мкм от сушильного агента после сушки и после первого этапа досушки ведут одновременно, а влажность основного продукта в конце первого этапа досушки поддерживают на уровне 2,5 - 1 Оо/о. К тому же частицы размером менее 15 мкм увлажняют путем дросселирования в занимаемый ими объем воздуха с температурой 10 - 40 С, давлениемм 0,15 - 0,8 мПа и влажностью 70 - 100%, После увлажнения частиц последние дополнительно увлажняют. Причем дополнительное увлажнение частиц продукта размером менее 15 мкм осуществляют распылением водных растворов компонентов молока,На фиг, 1 изображена функциональнаясхема процесса сушки по предлагаемому способу получения сухих молочных продуктов при одноэтапной досушке; на фиг.2 - то же, при двухэтапной досушке; на фиг. 3 - график зависимости влажности сухого цельного молока после сушки от конечной температуры сушильного агента; на фиг. 4 - одна из возможных схем реализации предлагаемого способа при одно- этапной досушке; на фиг, 5 - то же, при двухэтапной досушке.Предлагаемый способ осуществляют следующим образом (см, фиг, 1). Подготовленный к сушке жидкий продукт распыливают и высушивают в потоке горячего воздуха, Во время сушки основной продукт высушивают до влажности 3 - 12%, а затем продукт досушивают в аэровиброкипящем слое до требуемой влажности готового продукта. При этом формируют гранулометрический состав готового продукта и структуру его частиц, а затем продукт охлаждают.Формирование структуры частиц готового продукта и его гранулометрического состава во время досушки основного продукта осуществляют путем удаления частиц размером до 15 мкм и их связывания с частицами основного продукта.Для удаления частиц размером до 15 мкм скорость сушильного агента над псевдоожиженным слоем поддерживают в пределах от 0,14 до 0,5 м/с. Конкретное значение скорости определяют исходя из физических свойств продукта. Для связывания этих частиц с частицами основного продукта их после отделения от сушильного агента увлажняют до 4 - 20% и смешивают с основным продуктом в любом месте его досушки таким образом, чтобы обеспечить требуемую влажность готового продукта в конце досушки.Увлажнение частиц ведут путем дросселирования воздуха с давлением 0,15 - 0,8 МПа, температурой 10 - 40 С и влажностью 70 - 100%. При дросселировании воздуха его объем резко увеличивается, тем 5 1 О д о -д зо од 4 О 45 50 ЭЭ оо 65 ператра падает, и воздух отдает продукту избыточную влагу в виде конденсата, Дополнительное увлажнение частиц размером снесд мкм п(1 ром и.п жндкпмп продуя тами производят в случае, если влаги, выделившейся при дросселировании воздуха, оказывается недостаточно для достижения требуемого значения влажности продукта, а также в случае, если необходимо получпть продукт со специфическими свойствамн. Как известно, при повторном увлажнении сухих молочных продуктов в первую очередь увлажняется поверхностный слой частиц, влажность которого оказывается выше средней на 2 - 10/о. Это обстоятельство обеспечивает образование надежных связей мелких частиц с частицами основного продукта.При реализации предлагаемого способа мелкие частицы продукта размером 15 - 30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на первой стадии сушки, с,"гнппают с Основным продуктом ВО вре. мя его досушки таким образом, чтобы иск;почалась взаимная агломерация частиц.С целью интенсификации всего процесса сушки досушку основного продукта можно проводить в два этапа. В этом случае предлагаемый способ осуществляют следующим образом см. фиг. 2). Подготовленный к сушке жидкий продукт распыливают и высушивают в потоке горячего воздуха до влажности 3 - 12 О 1 о, а затем досушивают в два этапа до требуемой влажности в готовом продукте. При этом сушильный агент, использованный во время сушки, подвергают очистке совместно с сушильным агентом, использованным на первом этапе досушки. Это позволяет объединить конструктивно сушку и первый этап досушки, что увеличивает энергонапряженность сушильной камеры и интенсифицирует процесс, При реализации предлагаемого способа по данной схеме удаление частиц размером до 15 мкм из основного продукта проводят на втором этапе досушки, а досушку основного продукта на первом этапе ведут до влажности 2,5 - 10/,.Из графика, приведенного на фнг. 3, видно, что при увеличении влажности продукта в конце сушки существенно уменьшаются пределы варьирования температуры сушильного агента, а так как именно эта температура и является основным параметром ведения процесса сушки, то для увеличения стабильности всего процесса необходимо стремиться к ее увеличению, т. е. к снижению влажности продукта в конце сушки. Тем самым обеспечивается возможность вести процесс в более стабильном режиме. Кроме того, это гарантирует почти полное отсутствие агломератов частиц основного продукта при заданных режимных параметрах ведения процесса, а также при их случайных отклонениях, что обеспечивает, в свою очередь, высокие значения объемной массы готового продукта.Одна из возможных конкретных схем сушильной установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ при одноэтапной досушке, приведена на фиг. 4. Сушильная установка содержит распылительный диск 1, сушильную камеру 2, головные циклоны 3, циклон 4 виброаппаратов, увлажнитель 5, виброаппараты 6, перфорированные решетки 7 виброаппаратов, линию 8 сушильного агента, использованного при сушке, линию 9 частиц размером 15 - 30 мкм, отделенных от сушильного агента, использованного при сушке, линию 10 сушильного агента, использованного во время досушки, линию 11 сжатого воздуха для увлажнения, линию 12 подачи пара или жидкости для увлажнения, линию 13 увлажненных частиц размером менее 15 мкм, линию 14 основного продукта.Жидкий продукт распыливают с помощью вращающегося диска 1 и высушивают горячим воздухом в сушильной камере 2. Высушенные до влажности 3 - 12% частицы основного продукта попадают на перфорированную решетку 7 виброаппаратов 6, где происходит досушка до требуемой влажности в готовом продукте. В конце досушки основной продукт охлаждают холодным воздухом. Сушильный гент, использованный при сушке по линии 8, направляют в головные циклоны 3, где происходит отделение от него частиц размером 15 - 30 мкм, которые по линии 9 направляют нг смешение с основным продуктом. Сушильный агент, использованный во время досушки, по линии 10 поступает в циклон 4 виброаппаратов, где от него отделяют частицы продукта размером до 15 мкм, которые после увлажнения до 4 - 20/о в увлажнителе 5 по линии 13 направляют также в основной продукт, где происходит их связывание с частицами основного продукта.Одна из возможных конкретных схем сушильной установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ при двух- этапной досушке, приведена на фиг. 5. Сушильная установка содержит механические форсунки 15, сушильную камеру 2, перегородку 16, головные циклоны 3, циклон 4 виброаппаратов, увлажнитель 5, виброаппараты б, перфорированные решетки 7 виброаппаратов, виброднище 17 сушильной камеры, линию 18 сушильного агента, использованного при сушке и на первом этапе досушки, линию 19 частиц размером 15 - 30 мкм, отделенных от сушильного агента, использованного при сушке и на первом этапе досушки, линию 20 сушильного агента, использованного на втором этапе досушки, линию 11 сжатого воздуха для увлажнения, линию 12 подачи пара или жидкости для увлажнения, линию 13 увлажненных частиц размером менее 15 мкм, линию 14 основного поодукта.Жидкий продукт распыливают с помощью форсунок 15 и высушивают горячим 5 воздухом в сушильной камере 2. Высушенные до влажности 3 - 12 О/о частицы основного продукта попадают на перфорированную решетку 7 виброднища 17 сушильной камеры 2, на которой они проходят первый 10 этап досушки с помощью горячего воздуха,подаваемого из-под решетки. Сушильный агент, использованный при сушке жидкого продукта, и сушильный агент, использованный на первом этапе досушки, смешивают ся в сушильной камере и вместе с захваченными ими частицами продукта размером 15 - 30 мкм поступают по линии 18 в головные циклоны 3, где происходит отделение этих частиц. Для этого, чтобы ис ключить попадание в головные циклоныкрупных частиц основного продукта, в сушильной камере установлена перегородка 16.После первого этапа досушки основной 25 продукт по линии 14 поступает в виброаппараты 6 на второй этап досушки. Тудаже поступают частицы размером 15 - 30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного при сушке и на первом этапе досушки. Основной продукт проходит по перфорированным решеткам 7 виброаппаратов 6, продуваемым снизу горячим воздухом, и достигает требуемой влажности. В конце второго этапа досушки основной продукт охлаждают холодным воздухом, который также подается из-под перфорированной решетки. Сушильный агент, использованный на втором этапе досушки, по линии 20 поступает в циклон 4 виброаппаратов б, 40 где от него отеляют частицы продукта.размером менее 15 мкм. Последние, пройдя через увлажнитель 5, конструктивно объединенный с циклоном виброаппаратов, по линии 13 поступают на второй этап до З сушки, где происходит их связываниес частицами основного продукта.П р и м е р 1. Сгущенное обезжиренноемолоко с концентрацией сухих веществ 44 - 46/о распыливают и высушивают горя чим воздухом с температурой 180 С довлажности основного продукта 3/о. Досушку проводят горячим воздухом с температурой 90 С в один этап до влажности в готовом поодукте 2 О/,. Частицы продукта размером 15 - 30 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного во время досушки, увлажняют до 4%. Увлажнение осуществляют путем дросселирования в занимаемый частицами объем сжатого 60 воздуха под давлением 0,8 МПа, с температурой 40 С и влажностью 70%. Увлажненные мелкие частицы смешивают с основным продуктом в начале досушки.Объемная масса полученного готового .:5 продукта составляет 670 - 750 кг/мз, отно.сительная скорость растворения 50 - 65% . краевой угол смачивания 15 - 20 С.П р и м е р 2. Осуществляют аналогично примеру 1 за исключением того, что влажность основного продукта после сушки устанавливают на уровне 4%, досушку осуществляют в два этапа, поддерживая влажность основного продукта в конце первого этапа досушки на уровне 2,5%, для чего досушку на первом этапе осуществляют горячим воздухом с температурой 100 С, а частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на втором этапе досушки, после их увлажнения смешивают с основным продуктом в начале досушки.Характеристики готового продукта такие же, как и в примере 1.П р и м е р 3. Сгущенное молоко с концентрацией сухих веществ 46 - 46% при содержании жира в исходной нормализованной смеси 1,6 - 1,7% распыливают и сушат воздухом с температурой 170 С до влажности основного продукта 5%. Досушку проводят в один этап воздухом с температурой 90 С до влажности в готовом продукте 3,5% . Частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного во время досушки, увлажнякт ло 6% и смешивают с основным продуктом в начале лолшки. Увлажценце осх щс ств яот г стем лоосселирования в занимаемый частицами о;ъем сжатого воздуха под давлением 0,8 МПд, а температурой 30 С и влажностью 80%.Объемная масса полученного готового продукта составляет 650 - 710 кг/м, относительная скорость растворения 25 - 35% и краевой угол смачивания 50 - 65.П р и м е р 4. Осуществляют аналогично примеру 3 за исключением того, что влажность основного продукта после сушки устанавливают на уровне 6%, досушку осуществляют в два этапа, поддерживая влажность основного продукта в конце первого этапа досушки на уровне 4%, для чего Логсцку ца гервс м этапе огуцествляют воздухом с температурой 90 С, а частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованные на втором этапе досушки, после их увлажнения смешивают с основным про,чуктом в начале второго этапа досушки.Характеристики полученного готового продукта такие же, как в примере 3.П р и м е р 5, Сгущенное цельное молоко с концентрацией сухих веществ 48 - 50% распыливают и высушивают воздухом с температурой 170 С до влажности основного продукта 6%. Досушку проводят в один этап воздухом с температурой 100 С до влажности в готовом продукте 3,8%. Частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента,О 5 20 "5 30 35 -40 45 дО д 5 00 65 использованного во время досушки, увлажцяют ло 9% ц смешивают с основным пролуктом в середине логуцки. Увлажцециеосуществ.,пяют путем лросселирования в занимаемый частицами объем сжатого воздуха цол лаилсццем 0,5 МПа, с температурой 10 С ц влажностью 100%,Объемная масса полученного готовогопродукта составляет 610 - 660 кг/м, относительная скорость растворения 20 - 35%ц краевой угол смачциания 55 - 75.Пр ц м с р б. Осущсствляют аналогичнопримеру 5 за исключением того, что частицы продукта размером менее 15 мкм, отделсццыс от сушильного агента, использованного во время лосусцсси, увлажняют снача. и ло 67% ц гсм лроссслировдц:я и заццмаечый имц объсм сжатого воздуха подлдвлсцисм 0,15 МПа, с тсмпературой 10 Си влажностью 90%, а затем до 12% путемлроссслцрсвация в тот же объем влажного пара цод давлением 0,6 МПа. Увлажненные частицы смешивают с основнымцролуктом и начале досушки,Характеристики полученного готовогоцролукта такие же, как в примере 5.П р ц м с р 7. Сгущенное цельное молокос концентрацией сухих всц;еств 48 - 50%рдспылцидсот ц высушивают воздухомс температурой 170 С ло влажности основного продукта 8%. Досушку проводятв два этапа. Нд первом этапе досушкуосугцссгиляют гооячим воздухом с температурой 90 С ло влажности основного продукта 5%, а ца втором этапе - горячим возлухом с температурой 100 С ло влажностиготового пролукта 3,8%. Частицы продуктаразмером менее 15 мкм, отделенные от сушильного дгецтд. использованного на втором этапе лосушки, увлажняют сначала до8% путем Лроссслироиация в занимаемыйцмц объем сжатого возду;са пол давлением0,25 МПа, с температурой 10 С и влакностью 100%, д здтсм ло 15% путем распыления ца частицы с помощью пневматических форсунок иолы с температуре", 10 -70 С. Прц этом давление возду,са, илгщегоцд распылцидцие, составляет 0,25 МПа.Увлажненные частицы смешивдсог . основцыэ кромч и Г опд .осушки.Гбъ;мцдя ча; са полученного готовогопродукта составляет 600 - 650 кг/м, относцтс,тьцая скорость растворения 20 - 35%ц красной гол смалецванпя 55 - 75.П р и м е р 8. Осущестцля.от аналогичнопрцчеру 7 за исключением того, что придоувлажнении частиц используют ооезжиренное молоко с концентрацией сухих веществ25 - 30% и температурой 30 - 40 С,Характеристики полученного готовогопродукта такие же, как в примере 7.П р и м е р 9. Сгу цсццую счесьзаменителя цельного молока с концентрацией сухих веществ 45 - 46% распыливаюти высушивают воздухом с температурой 180 С до влажности основного продукта 5%. Досушку проводят в два этапа. На первом этапе досушку осуществляют воздухом с температурой 80 С до влажности основного продукта 4,5%, а на втором - горячим воздухом с температурой 80 С до влажности готового продукта 4%, Частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на втором этапе досушки, увлажняют сначала до 10% путем дросселировгнця в занимаемый ими объем сжатого воздуха под давлением 0,7 МПа, с температурой 20 С и влажностью 100%, а затем дополнительно увлажняют до влажности 20% путем распыления на частицы с помощью пневматических форсунок обезжиренного молока с концентрацией сухих веществ 25 - 30% и температурой 30 - 40 С. При этом давление воздуха, идущего на распыливание, составляет 0,7 МПа. Увлажненные ч; стицы смешивают с основным продуктом в начале второго этапа досушки,Объемная масса полученного готового продукта составляет б 00 - 680 кг/м, относительная скорость растворения 20 - 30%, краевой угол смачивания 50 - 80 С.П р и м е р 10. Осуществляют аналогично примеру 9 за исключением того, что при дополнительном увлажнении частиц используют водный раствор лактозы с концентрацией сухих веществ 20% и температ рой 40 - 70 С.Характеристики полученного готового .родукта такие же, как в примере 9.П р и м е р 11. Сгущенную сыворотку с койцентр ацией сухих веществ 44 - 45% распыливают и высушивают воздухом с температурой 170 С до влажности основного продукта 12%. Досушку проводят в два этапа. На первом этапе досушку осуществляют воздухом с температурой 80 С до влажности основного продукта 10%, а на втором - воздухом с температурой 110 С до влажности готового продукта 4%. Частицы продукта размером менее 15 мкм, отделенные от сушильного агента, использованного на втором этапе досушки,увлажняют сначала до 12% путем дросселирования в занимаемый ими объем сжатого воздуха под давлением 0,4 МПа, с температурой 20 С с влажностью 100%, а затем дополнительно увлажняют до влажности 20% путем распыления на частицы с помощью пневматических форсунок воды с температурой 40 - 70 С. При этом давление воздуха, идущего на распыливание, составляет 0,4 МПа. Увлажненные частицы смешивают с основным продуктом в начале второго этапа досушки.Объемная масса полученного готового продукта составляет 700 - 750 кг/мз, относительная скорость растворения 45 - 55% и краевой угол смачивания 10 - 25.П р и м е р 12. Осуществляют аналогично примеру 11 за исключением того, что при дополнительном увлажнении частиц используют водный раствор лактозы с концентрацией сухих веществ 20% ц темпер а тур ой 40 - 70 С.Характеристики готового продукта такие же, как в примере 11.Предлагаемый способ предполагается внедрить при производстве сухих молочных продуктов на комплексных сушильных установках отечественного производства,Применение предлагаемого способа по,",гче:ця с",хпх молочных прод 1 ктов ПОЗВО- лит увеличить загрузку в потребительскую тару с 500 до 550 г продукта в каждую коробку, а также уменьшить объем крафт- мешков при сохранении их загрузки. д 10 15"0 Фор мул а и зо бр етен и я 1. Способ получения сухих молочныхпродуктов, предусматривающий сушку их,последующую досушку, отделение частиц25 размером 15 - 30 мкм от сушильного агента и смешение их с основным продуктом,удаление из основного продукта во времядосушки с помощью сушильного агентачастиц размером менее 15 мкм, отделение30 этих частиц от сушильного агента и связывание их с частицами основного продуктаво время досушки, отличающийся тем,что, с целью повышения стабильности процесса путем обеспечения прочных связей35 между частицами размером менее 15 мкми частицами основного продукта, частицыпродукта размером менее 15 мкм передихсвязыванием с частицами основного продукта увлажняют до 4 - 20%.40 2 Способ по п. 1, отличающийсятем, что, с целью интенсификации процессасушки, досушку основного продукта проводят в два этапа, пви этом отделение частиц размером 15 - 30 мкм от сушильногоагента после сушки и после первого этападосушки ведут одновременно, а влажностьосновного продукта в конце первого этападосушки поддерживают на уровне 2,5 -10%,50 3. Способ по и. 1, отличающийсятем, что частицы размером менее 15 мкмувлажняют путем дросселирования в занимаемый ими объем воздуха с температурой10 - 40 С, давлением 0,15 - 0,8 МПа и55 влажностью 70 - 100%,4. Способ по пп. 1, 3, отл ич ающий с ятем, что после увлажнения частиц последние дополнительно увлажняют.5. Способ по пп. 1, 3, 4, отличающий 60 с я тем, что дополнительное увлажнениечастиц продукта размером менее 15 мкмосуществляют распылением водных растворов компонентов молока.Источцт 1 кц информации,05 принятые во внимание при экспертизе827006 Ацдкцй правую знеран 6-5 д тн;Зверек иенееl м;Щ,Ц 11 1. Патент Франции2247980, А 23 С 9/16, опублик, 1975 г.Гпайыц продукгп - е - Основной прсдукв; -- Часаццы прадукспа ра - Ь -- уаслцам прйкща ра -- ,н -- у ишяьнцйа геищ 122. Авторское свидетельство СССР по заявке2674189/28-13, 1978.827006 Жидкий продукт Готовый Оснобной продукт Частицы продукта Частицы продукт- ушипьньш аген 5 7 У И и Влажность сснсснсас продукта,. Юигз оД3ваЪ, М ь 3 :7 : М Э ф бо размером бюгф; размером менее бмкм; т Фиг 2каз 9201 Изд. ЬЪ 345 Тираж 581 11 одписо ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 45