การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันคือการประมวลผลทางกลของวัตถุดิบที่ผ่านตัวกรองนมซึ่งเป็นผลมาจากการกระจายตัวของไขมัน (บด) ภายใต้การกระทำของแรงภายนอก - ความดันกระแสความถี่สูงอัลตราซาวนด์ ฯลฯ

ทำไมการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันจึงจำเป็น?

เมื่อเทใส่ กระป๋องนมผลิตภัณฑ์ไขมันจะลอยขึ้นสู่ผิวเนื่องจากมีน้ำหนักเบากว่าพลาสมา (แบบย้อนกลับ) วัตถุดิบได้รับการปกป้อง ก้อนไขมันก้อนใหญ่ลอยขึ้นไปถึงชั้นบนชนกับที่อื่นคล้ายคลึงกัน ภายใต้อิทธิพลของอิมมูโนโกลบูลินเกิดการเกาะติดกัน (การติดกาวของแต่ละองค์ประกอบและการตกตะกอนจาก ส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน). เป็นผลให้การเปลี่ยนแปลงความสอดคล้องและคุณภาพลดลงซึ่งไม่เป็นที่ต้องการ หากก้อนไขมันแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ พวกมันจะไม่เกาะติดกันเป็นแผ่นฟิล์มบนพื้นผิว

ความเร็วในการขึ้นลูกไขมันขึ้นอยู่กับขนาดของมัน - ยิ่งใหญ่ยิ่งเร็ว ตามสูตรของสโตกส์ มันเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของรัศมีก้อน ขนาดของก้อนไขมันมีตั้งแต่ 0.5 ถึง 18 ไมครอน หลังจากการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันก็จะลดลงประมาณ 10 ( ขนาดเฉลี่ยเอาต์พุต - 0.85 µm) ซึ่งหมายความว่าพวกเขาจะลอยช้าลง 100 เท่า นอกจากนี้ ในก้อนเล็กๆ ที่มีขนาดน้อยกว่า 1 ไมครอน แรงผลักซึ่งกันและกันจะมีมากกว่าแรงดึงดูด

ในระหว่างการบดไขมัน สารของเปลือกจะถูกกระจาย ส่วนหนึ่งของฟอสฟาไทด์ผ่านเข้าไปในพลาสมา และโปรตีนในพลาสมาจะไปที่เปลือกนอกของทรงกลมขนาดเล็ก ด้วยปัจจัยเหล่านี้ อิมัลชันไขมันจึงเสถียรในนม ด้วยการกระจายระดับสูง กระบวนการตกตะกอนจะไม่ถูกสังเกต ไขมันไม่ลอย ขวดนมจะเต็มไปด้วยผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงกว่า ครีม, คอทเทจชีส, เนย ฯลฯ ทำจากวัตถุดิบที่เป็นเนื้อเดียวกัน (เป็นเนื้อเดียวกัน) มีลักษณะทางประสาทสัมผัสที่ดีที่สุดและความสม่ำเสมอสารอาหารจะถูกดูดซึมได้เร็วและสมบูรณ์ยิ่งขึ้นโดยร่างกาย

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันช่วยให้:

• นมหรือครีมพาสเจอร์ไรส์ เทลงใน ภาชนะสแตนเลสได้รับปริมาณไขมันสีและรสชาติที่สม่ำเสมอ
• เก็บนมและครีมฆ่าเชื้อได้ดีกว่า
• ไม่มีฟิล์มไขมันเกิดขึ้นบนผลิตภัณฑ์นมหมัก และโปรตีนจับตัวเป็นลิ่มจะแรงขึ้นและมีความสม่ำเสมอที่ดีขึ้น
• ในอาหารกระป๋องนมข้นจืด ในระหว่างการเก็บรักษาในระยะยาว ระยะไขมันไม่โดดเด่น
• ในนมผงทั้งหมด มีไขมันอิสระน้อยกว่า โดยไม่มีเปลือกโปรตีน ซึ่งนำไปสู่การออกซิเดชัน
• เครื่องดื่มนมหมัก ครีม และนมหมักคืนสภาพไม่มีรสเปรี้ยว และรสชาติของผลิตภัณฑ์ก็เข้มข้นขึ้น
• นมที่มีสารตัวเติม (เช่น โกโก้) กลับมีความหนืดมากกว่า ไม่มีตะกอน และมีรสชาติที่ดีกว่า

กลไกการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

แนะนำให้ทำเป็นเนื้อเดียวกันหลังจากน้ำนมผ่าน อาบน้ำพาสเจอร์ไรส์ระยะยาว.

สำหรับสิ่งนี้ สมัคร ประเภทต่างๆอุปกรณ์ ที่พบมากที่สุดคือหน่วยประเภทวาล์ว ที่แกนกลางของมันคือปั๊มลูกสูบ ความดันสูง. ของไหลผ่านรูเล็กๆ ในขณะเดียวกันอัตราการไหลก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ก้อนไขมันถูกบดขยี้ก้อนเล็ก ๆ ที่เกิดขึ้นจะถูกปกคลุมด้วยเปลือกโปรตีนทันที เหตุใดจึงเกิดขึ้นจะกล่าวถึงในส่วนที่สองของบทความ

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันได้กลายเป็นกระบวนการผลิตมาตรฐานที่ได้รับการฝึกฝนอย่างกว้างขวางเพื่อป้องกันไม่ให้อิมัลชันไขมันแยกออกจากกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วง Gaulin ผู้พัฒนากระบวนการนี้ในปี 1899 ให้คำจำกัดความในภาษาฝรั่งเศสว่า "Fixer la composition des liquides"

ประการแรก การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันนำไปสู่การแยกก้อนไขมันออกเป็นก้อนที่เล็กกว่ามาก (ดูรูปที่ 1) ส่งผลให้เนื้อครีมลดลงและแนวโน้มที่ลูกบอลจะเกาะติดกันหรือจับตัวเป็นก้อนขนาดใหญ่ก็ลดลงด้วย โดยทั่วไปแล้วการผลิตนมที่เป็นเนื้อเดียวกันจะถูกผลิตขึ้นโดยอัตโนมัติ มันถูกขับเคลื่อนด้วยความเร็วสูงผ่านช่องแคบ

การทำลายก้อนไขมันเกิดขึ้นได้จากปัจจัยหลายอย่างร่วมกัน เช่น ความปั่นป่วนและการเกิดโพรงอากาศ เป็นผลให้เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอลลดลงเป็น 1 ไมครอนและสิ่งนี้มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นสี่ถึงหกเท่าในพื้นที่ของพื้นผิวตรงกลางระหว่างไขมันและพลาสมา อันเป็นผลมาจากการกระจายตัวของสารจากเปลือกซึ่งปกคลุมก้อนไขมันอย่างสมบูรณ์ก่อนที่จะถูกทำลาย ก้อนที่ก่อตัวขึ้นใหม่จึงมีเปลือกที่แข็งแรงและหนาไม่เพียงพอ เยื่อเหล่านี้ยังรวมถึงโปรตีนในพลาสมาของนมที่ดูดซับ

ฟ็อกซ์ร่วมกับเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบความซับซ้อนของโปรตีนไขมันที่ได้จากการทำให้นมเป็นเนื้อเดียวกัน เขาพิสูจน์ว่าเคซีนเป็นองค์ประกอบโปรตีนของคอมเพล็กซ์และอาจเกี่ยวข้องกับเศษไขมันผ่านแรงดึงดูดของขั้ว นอกจากนี้ เขายังพบว่าเคซีนไมเซลล์ถูกกระตุ้นในขณะที่พวกมันผ่านวาล์วโฮโมจีไนเซอร์ ซึ่งจะทำให้พวกมันมีปฏิกิริยากับเฟสไขมัน

ข้อกำหนดของกระบวนการ

สภาพร่างกายและความเข้มข้นของเศษไขมันในระหว่างการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันส่งผลต่อขนาดของก้อนไขมัน การทำให้นมเย็นเป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีไขมันส่วนใหญ่อยู่ในสถานะแข็งตัวนั้นเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ การแปรรูปนมที่อุณหภูมิ 30-35 องศาเซลเซียสจะทำให้เศษไขมันกระจายตัวไม่สมบูรณ์ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันจะได้ผลอย่างแท้จริงเมื่อเฟสของไขมันทั้งหมดอยู่ในสถานะของเหลว และที่ความเข้มข้นปกติสำหรับนม อาหารที่มีไขมันสูงมักจะก่อตัวเป็นก้อนไขมันขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเข้มข้นของเวย์โปรตีนต่ำที่มีปริมาณไขมันสูง ครีมที่มีปริมาณไขมันมากกว่า 12% ไม่สามารถทำให้เป็นเนื้อเดียวกันได้สำเร็จที่ความดันสูงมาตรฐาน เนื่องจากขาดวัสดุเมมเบรน (เคซีน) ก้อนไขมันจะเกาะติดกันเป็นกลุ่ม เพื่อให้เป็นเนื้อเดียวกันอย่างมีประสิทธิภาพเพียงพอ ไขมัน 1 กรัมควรมีเคซีน 0.2 กรัม

กระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยความดันสูงส่งผลให้เกิดก้อนไขมันขนาดเล็ก ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน การกระจายตัวของเฟสไขมันจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของความหนืดของนมที่ลดลงที่อุณหภูมิสูงขึ้น

โดยปกติการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันจะดำเนินการที่อุณหภูมิ 55 ถึง 80°C ภายใต้แรงดัน 10 ถึง 25 MPa (100-250 บาร์) ขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์ที่กำลังดำเนินการ

ลักษณะการไหล

เมื่อกระแสไหลผ่านช่องแคบ ๆ ความเร็วจะเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 2) ความเร็วจะเพิ่มขึ้นจนกว่าแรงดันสถิตย์จะลดลงจนถึงระดับที่ของเหลวเดือด ความเร็วสูงสุดขึ้นอยู่กับแรงดันขาเข้าเป็นหลัก เมื่อของเหลวออกจากช่อง ความเร็วจะลดลงและความดันจะเริ่มสูงขึ้น การเดือดของของเหลวจะหยุดลงและฟองไอระเหยจะระเบิด

ทฤษฎีการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาของการประยุกต์ใช้กระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน มีหลายทฤษฎีที่อธิบายกลไกของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันในระดับสูง
ความกดดัน. สองทฤษฎีที่อธิบายระบบน้ำมันและน้ำที่กระจัดกระจายโดยการเปรียบเทียบกับนมซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางของหยดละอองส่วนใหญ่น้อยกว่า 1 ไมครอน ยังไม่ล้าสมัยจนถึงปัจจุบัน
พวกเขาให้คำอธิบายเกี่ยวกับอิทธิพลของพารามิเตอร์ต่างๆ ต่อประสิทธิภาพของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

ทฤษฎีการทำลายลูกบอลด้วยกระแสน้ำวนที่ปั่นป่วน ("microvortices") มีพื้นฐานมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าในของเหลวที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูง จำนวนมากของไมโครโฟลว์ที่ปั่นป่วน

ถ้าไมโครโฟลว์ที่ปั่นป่วนชนกับหยดที่เทียบเท่ากับมัน ไมโครโฟลว์ที่ปั่นป่วนจะถูกทำลาย ทฤษฎีนี้ทำให้สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงในผลลัพธ์ของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยการเปลี่ยนแปลงของแรงดันที่ใช้ ลิงค์นี้พบในการศึกษามากมาย

ในทางกลับกัน ทฤษฎีการเกิดโพรงอากาศระบุว่าละอองไขมันถูกทำลาย คลื่นกระแทกที่เกิดจากการระเบิดของฟองไอน้ำ ตามทฤษฎีนี้ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นเมื่อของเหลวออกจากช่องว่าง ดังนั้น แรงดันย้อนกลับที่จำเป็นสำหรับการเกิดโพรงอากาศจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งในกรณีนี้ สิ่งนี้ได้รับการยืนยันในทางปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเป็นไปได้โดยไม่มีการเกิดโพรงอากาศ แต่ในกรณีนี้จะมีประสิทธิภาพน้อยกว่า

รูปที่ 3 การทำลายก้อนไขมันในระยะที่หนึ่งและสองของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
1 หลังเวทีแรก
2 หลังจากช่วงที่สอง

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบขั้นตอนเดียวและสองขั้นตอน

Homogenizers สามารถติดตั้งหัว Homogenizing หนึ่งหัวหรือสองตัวที่เชื่อมต่อเป็นชุด ดังนั้นชื่อ: การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบขั้นตอนเดียวและการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสองขั้นตอน ทั้งสองระบบแสดงในรูปที่ 5 และ 6 ในการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบขั้นตอนเดียว แรงดันตกคร่อมทั้งหมดจะถูกใช้
ในขั้นตอนเดียว ด้วยการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสองขั้นตอนรวม
วัดความดันก่อนขั้นตอนแรก P 1 และก่อนขั้นตอนที่สอง P 2

เพื่อประสิทธิภาพการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสูงสุด มักจะใช้ตัวแปรสองขั้นตอน แต่ผลลัพธ์ที่ต้องการสามารถรับได้หากอัตราส่วน P 2: P 1 อยู่ที่ประมาณ 0.2 เวอร์ชันขั้นตอนเดียวใช้สำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

• ผลิตภัณฑ์ไขมันต่ำ
• ผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความหนืดสูง
• ในผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความหนืดต่ำ
• เพื่อความสำเร็จ ประสิทธิภาพสูงสุดการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (micronization)

รูปที่ 3 แสดงการก่อตัวและการทำลายการสะสมของก้อนไขมันในระยะที่สองของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

อิทธิพลของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันต่อโครงสร้างและคุณสมบัติของนม

ผลของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันมีผลในเชิงบวกต่อ โครงสร้างทางกายภาพ
และสรรพคุณของน้ำนมได้ดังนี้

• ลดขนาดก้อนไขมัน ป้องกันไม่ให้ครีมตกตะกอน
• ขาวขึ้น น่ารับประทาน
• เพิ่มความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันของไขมัน
• ปรับปรุงกลิ่นและรสชาติ
• เพิ่มความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์นมหมักที่ทำจากนมที่เป็นเนื้อเดียวกัน

อย่างไรก็ตามการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันก็มีข้อเสียบางประการเช่นกัน ในหมู่พวกเขา:

• เป็นไปไม่ได้ที่จะแยกนมที่เป็นเนื้อเดียวกัน
• ความไวต่อแสงที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยทั้งจากแสงแดดและจากหลอดฟลูออเรสเซนต์สามารถนำไปสู่รสชาติที่เรียกว่าแสงแดดได้
• ลดความต้านทานความร้อน - โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทดสอบขั้นตอนแรกของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน, การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของนมพร่องมันเนยและในกรณีอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดการสะสมของก้อนไขมัน
• ความไม่เหมาะสมของนมสำหรับการผลิตชีสกึ่งแข็งและเนยแข็ง เนื่องจากลิ่มจะไม่แยกเวย์ออกได้ดี

โฮโมจีไนเซอร์

ปกติแล้วต้องใช้โฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูงเพื่อรับรองประสิทธิภาพการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสูงสุด

ผลิตภัณฑ์เข้าสู่หน่วยสูบน้ำซึ่งปั๊มลูกสูบอัดแรงดัน ระดับของแรงดันที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับแรงดันย้อนกลับ ซึ่งกำหนดโดยระยะห่างระหว่างลูกสูบกับเบาะนั่งในหัวที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ความดัน P 1 หมายถึงความดันของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเสมอ P 2 คือแรงดันย้อนกลับของขั้นตอนแรกของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันหรือความดันที่ทางเข้าไปยังขั้นตอนที่สอง

รูปที่ 4 Homogenizer เป็นปั๊มแรงดันสูงขนาดใหญ่พร้อมอุปกรณ์แรงดันย้อนกลับ
1 มอเตอร์ขับเคลื่อนหลัก
ตัวขับสายพานวี 2 ตัว
3 เกจวัดแรงดัน
4 กลไกข้อเหวี่ยง
5 ลูกสูบ
6 ซีลลูกสูบ
7 บล็อกปั๊มสแตนเลสหล่อ
8 วาล์ว
9 หัวทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
10 ระบบไฮดรอลิก

รูปที่ 5 การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบขั้นตอนเดียว แผนผังของหัวทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน:
1 วาล์ว
2 วงแหวนกระแทก
3 อาน
4 ไดรฟ์ไฮดรอลิก

ปั๊มแรงดันสูง

ปั๊มลูกสูบขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้าทรงพลัง (อันดับ 1 ในรูปที่ 4) ถึง เพลาข้อเหวี่ยงและก้านสูบ - ระบบเกียร์นี้จะแปลงการหมุนของเครื่องยนต์เป็นการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของปั๊ม

ลูกสูบ (ข้อ 5) จะเคลื่อนที่ในบล็อกกระบอกสูบแรงดันสูง
พวกเขาทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงสูง ลูกสูบติดตั้งซีลสองชั้น น้ำถูกจ่ายไปยังช่องว่างระหว่างซีลเพื่อทำให้ลูกสูบเย็นลง นอกจากนี้ยังสามารถจัดหาคอนเดนเสทร้อนที่นั่นเพื่อป้องกันการปนเปื้อนซ้ำของผลิตภัณฑ์ด้วยจุลินทรีย์ระหว่างการทำงานของโฮโมจีไนเซอร์ นอกจากนี้ยังสามารถใช้คอนเดนเสทร้อนเพื่อรักษาสภาวะการผลิตปลอดเชื้อของผลิตภัณฑ์ระหว่างการทำงานของเครื่องทำโฮโมจีไนเซอร์

หัวทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

รูปที่ 5 และ 6 แสดงหัวทำให้เป็นเนื้อเดียวกันและระบบไฮดรอลิก ปั๊มลูกสูบเพิ่มแรงดันน้ำนมจาก 300 kPa (3 บาร์) ที่ทางเข้าเป็นแรงดันการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่ 10-15 MPa (100-240 บาร์) ขึ้นอยู่กับประเภทของผลิตภัณฑ์ ความดันที่ทางเข้าจนถึงขั้นตอนแรกก่อนที่กลไก (ความดันการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน) จะคงที่โดยอัตโนมัติ แรงดันน้ำมันบนลูกสูบไฮดรอลิกและแรงดันที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันบนวาล์วจะสมดุลกัน Homogenizer ติดตั้งถังน้ำมันทั่วไปหนึ่งถัง ไม่ว่าจะเป็นรุ่นขั้นตอนเดียวหรือสองขั้นตอน อย่างไรก็ตาม ในโฮโมจีไนเซอร์สองขั้นตอน มีระบบไฮดรอลิกสองระบบ โดยแต่ละระบบมีปั๊มของตัวเอง ความดันการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันใหม่ถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแรงดันน้ำมัน ความดันการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันจะแสดงบนมาตรวัดความดันสูง

กระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเกิดขึ้นในระยะแรก ที่สองส่วนใหญ่ทำหน้าที่สองวัตถุประสงค์:

การสร้างแรงดันย้อนกลับคงที่และควบคุมในทิศทางของระยะแรกจึงให้ เงื่อนไขที่เหมาะสมที่สุดการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

การทำลายกลุ่มก้อนไขมันที่เหนียวซึ่งก่อตัวขึ้นทันทีหลังจากการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (ดูรูปที่ 3)

โปรดทราบว่าแรงดันการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันคือแรงดันก่อนระยะแรก ไม่ใช่แรงดันส่วนต่าง

ชิ้นส่วนของหัวทำให้เป็นเนื้อเดียวกันได้รับการกลึงอย่างแม่นยำ เครื่องบด. แหวนกันกระแทกติดตั้งเข้าที่โดยให้พื้นผิวด้านในตั้งฉากกับทางออกของช่อง เบาะนั่งเอียงทำมุม 5 องศาเพื่อให้ผลิตภัณฑ์มีอัตราเร่งที่ควบคุมได้ จึงป้องกันการสึกหรอจากการเร่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

นมภายใต้แรงดันสูงจะแทรกซึมระหว่างที่นั่งและวาล์ว ความกว้างของช่องว่างประมาณ 0.1 มม. ซึ่งเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของแรงดันไขมันที่ผลิตโดยปั๊มลูกสูบ 100 เท่า โดยแปลงเป็นพลังงานจลน์ ส่วนหนึ่งของพลังงานนี้หลังจากผ่านกลไกจะถูกแปลงเป็นแรงดันอีกครั้ง ส่วนอื่น ๆ ถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อน ทุกๆ 40 บาร์แรงดันตกคร่อมหลังจากผ่านกลไก จะทำให้อุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1°C น้อยกว่า 1% ของพลังงานทั้งหมดนี้ถูกใช้ไปกับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน แต่การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยความดันสูงยังคงเป็นที่สุด วิธีที่มีประสิทธิภาพที่มีอยู่ทั้งหมดในปัจจุบัน

รูปที่ 6
การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสองขั้นตอน
1 ก้าวแรก
2 สเตจที่สอง

ประสิทธิภาพการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

วัตถุประสงค์ของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันขึ้นอยู่กับวิธีการนำไปใช้ ดังนั้น วิธีการประเมินประสิทธิภาพก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

ตามกฎหมาย Stokes ความเร็วที่เพิ่มขึ้นของอนุภาคถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้ โดยที่: v คือความเร็ว

q - ความเร่ง ตกฟรี p คือขนาดอนุภาค η hp คือความหนาแน่นของของเหลว η ip คือความหนาแน่นของอนุภาค t คือความหนืด

หรือ v = ค่าคงที่ x p 2

จากสูตรที่ว่าการลดขนาดอนุภาคคือ วิธีที่มีประสิทธิภาพลดการเพิ่มความเร็ว ดังนั้นการลดขนาดอนุภาคในนมทำให้อัตราการตกตะกอนของครีมลดลง

วิธีการวิเคราะห์

วิธีการวิเคราะห์เพื่อกำหนดประสิทธิภาพของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสามารถ
แบ่งออกเป็นสองกลุ่ม:

I. การกำหนดอัตราการตกตะกอนของครีม

ที่สุด ทางเก่าการกำหนดระยะเวลาในการตกตะกอนของครีมคือการเก็บตัวอย่าง ค้างไว้ครู่หนึ่ง แล้ววิเคราะห์ปริมาณไขมันในชั้นต่างๆ วิธี USPH ขึ้นอยู่กับหลักการนี้ ตัวอย่างเช่น ตัวอย่างหนึ่งลิตรมีอายุ 48 ชั่วโมง หลังจากนั้นปริมาณไขมันใน ชั้นบนสุด(100 มล.) รวมทั้งในนมอื่นๆ ทั้งหมด การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันถือว่าน่าพอใจหากสัดส่วนมวลของไขมันในชั้นล่างน้อยกว่าชั้นบน 0.9 เท่า

วิธี NIZO ใช้หลักการเดียวกัน ตามวิธีนี้ ตัวอย่างที่มีปริมาตร 25 มล. จะถูกปั่นเหวี่ยงเป็นเวลา 30 นาทีที่ความเร็ว 1,000 รอบต่อนาที ที่อุณหภูมิ 40°C และรัศมี 250 มม. ปริมาณไขมันของชั้นล่างสุด 20 มล. จะถูกหารด้วยปริมาณไขมันของตัวอย่างทั้งหมด และผลลัพธ์จะถูกคูณด้วย 100 อัตราส่วนนี้เรียกว่าค่า NIZO สำหรับนมพาสเจอร์ไรส์ มักจะอยู่ที่ 50-80%

ครั้งที่สอง การวิเคราะห์เศษส่วน

การกระจายขนาดของอนุภาคหรือหยดในตัวอย่างสามารถกำหนดได้โดยวิธีการที่เป็นที่ยอมรับโดยใช้การตั้งค่าการเลี้ยวเบนของแสงเลเซอร์ (ดูรูปที่ 7) ซึ่งจะส่งลำแสงเลเซอร์ไปยังตัวอย่างในคิวเวตต์ ระดับการกระเจิงของแสงจะขึ้นอยู่กับขนาดและจำนวนของอนุภาคที่มีอยู่ในนมที่ทำการศึกษา

ผลลัพธ์จะแสดงเป็นกราฟการกระจายขนาดอนุภาค เปอร์เซ็นต์ไขมันโดยมวลแสดงเป็นฟังก์ชันของขนาดอนุภาค (ขนาดก้อนไขมัน) รูปที่ 8 แสดงกราฟการกระจายขนาดทรงกลมไขมันทั่วไปสามกราฟ โปรดทราบว่าเมื่อความดันที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเพิ่มขึ้น กราฟจะเลื่อนไปทางซ้าย

การใช้พลังงานและผลกระทบต่ออุณหภูมิ

กำลังไฟฟ้าเข้าที่จำเป็นสำหรับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแสดงโดยสูตรต่อไปนี้:

Homogenizer ในสายการผลิต

โดยปกติ Homogenizer จะถูกติดตั้งที่จุดเริ่มต้นของบรรทัด นั่นคือ ก่อนส่วนทำความร้อนสุดท้ายในตัวแลกเปลี่ยนความร้อน ที่สุด พืชพาสเจอร์ไรส์สำหรับการผลิตนมดื่มสำหรับตลาดผู้บริโภค โฮโมจีไนเซอร์จะอยู่หลังส่วนปฏิรูปส่วนแรก

ในการผลิตนมสเตอริไลซ์ โฮโมจีไนเซอร์มักจะถูกวางไว้ที่จุดเริ่มต้นของกระบวนการบำบัดด้วยอุณหภูมิสูง ซึ่งจะเกิดขึ้นในระบบที่มี ความร้อนทางอ้อมผลิตภัณฑ์ และเมื่อสิ้นสุดกระบวนการเสมอในระบบที่มีการทำความร้อนผลิตภัณฑ์โดยตรง กล่าวคือ ในส่วนปลอดเชื้อของพืชหลังส่วนการฆ่าเชื้อผลิตภัณฑ์ ในกรณีนี้ จะใช้โฮโมจีไนเซอร์เวอร์ชันปลอดเชื้อ ซึ่งติดตั้งซีลลูกสูบพิเศษ ปะเก็น คอนเดนเซอร์ปลอดเชื้อ และแดมเปอร์ปลอดเชื้อพิเศษ

Homogenizer ปลอดเชื้อได้รับการติดตั้งหลังจากส่วนการฆ่าเชื้อของพืชที่มีการให้ความร้อนโดยตรงกับผลิตภัณฑ์ ในกรณีของการผลิตผลิตภัณฑ์นมที่มีเศษส่วนของไขมันมากกว่า 6-10% และ/หรือมีปริมาณโปรตีนสูง ความจริงก็คือที่อุณหภูมิการผลิตสูงมากในนมด้วย เนื้อหาสูงไขมันและ / หรือโปรตีนสะสมของก้อนไขมันและเคซีนไมเซลล์ โฮโมจีไนเซอร์ปลอดเชื้อที่อยู่หลังส่วนฆ่าเชื้อจะแยกอนุภาคที่เกาะติดกันเหล่านี้ออก

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเต็มเป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการดื่มนมและนมที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีไว้สำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์นมหมัก ปริมาณไขมันของนมและบางครั้งเนื้อหา
กากที่ปราศจากไขมันแห้ง (เช่น ในการผลิตโยเกิร์ต) จะถูกทำให้เป็นมาตรฐานก่อนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแยกกัน

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบแยกกันหมายความว่านมพร่องมันเนยจำนวนมากไม่ถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน ครีมและนมพร่องมันเนยเล็กน้อยจะถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน วิธีการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันนี้มักใช้สำหรับดื่มนมพาสเจอร์ไรส์ ข้อได้เปรียบหลักของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันที่แยกจากกันคือการประหยัดแบบสัมพัทธ์ การใช้พลังงานทั้งหมดลดลงถึง 65% เนื่องจากน้ำนมไหลผ่านเครื่องทำให้เป็นเนื้อเดียวกันน้อยลง

เนื่องจากประสิทธิภาพการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันสูงสุดสามารถทำได้หากนมมีเคซีนอย่างน้อย 0.2 กรัมต่อไขมัน 1 กรัม ปริมาณไขมันสูงสุดที่แนะนำคือ 12% ผลผลิตรายชั่วโมงของพืชที่มีการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแยกจากกันสามารถกำหนดได้โดยสูตรต่อไปนี้

การผลิตนมพาสเจอร์ไรส์นอร์มัลไลซ์ (Q sm) ต่อชั่วโมงจะอยู่ที่ประมาณ 9690 ลิตร ถ้าเราแทนค่าตัวเลขนี้เป็นสูตร 2 เราจะได้
ว่าผลผลิตของโฮโมจีไนเซอร์ต่อชั่วโมงอยู่ที่ประมาณ 2900 ลิตร
นั่นคือประมาณหนึ่งในสามของประสิทธิภาพทั้งหมด

แผนผังการไหลในการติดตั้งสำหรับนมที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกันบางส่วนแสดงในรูปที่ 10

ผลกระทบของผลิตภัณฑ์นมที่เป็นเนื้อเดียวกันต่อร่างกายมนุษย์

ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน K. Oster (K. Oster) ตั้งสมมติฐานว่าการทำให้นมเป็นเนื้อเดียวกันช่วยให้เอนไซม์ xanthine oxidase แทรกซึมผ่านลำไส้เข้าสู่ ระบบไหลเวียน. (ออกซิเดสเป็นเอนไซม์ที่กระตุ้นการเพิ่มออกซิเจนหรือการกำจัดไฮโดรเจนออกจากสารตั้งต้น) ตาม Oster แซนทีนออกซิเดสมีส่วนทำให้เกิดกระบวนการทำลายหลอดเลือดและนำไปสู่หลอดเลือด

นักวิทยาศาสตร์ปฏิเสธสมมติฐานนี้โดยอ้างว่าร่างกายมนุษย์ผลิตเอนไซม์นี้มากกว่านมที่เป็นเนื้อเดียวกันหลายพันเท่าในทางทฤษฎี

ดังนั้นจึงไม่มีอันตรายใด ๆ จากการทำให้นมเป็นเนื้อเดียวกัน จากมุมมองทางโภชนาการ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใดๆ เป็นพิเศษ ยกเว้นบางที ไขมันและโปรตีนอาจถูกทำลายลงได้เร็วและง่ายขึ้นในผลิตภัณฑ์ที่ทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

อย่างไรก็ตาม Oster พูดถูกว่ากระบวนการออกซิเดชันอาจเป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์และอาหารก็มีความสำคัญต่อสุขภาพ

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน - การบดเชิงกลของก้อนไขมันในนม (ครีม) เพื่อกระจายไขมันในมวลรวมของผลิตภัณฑ์อย่างสม่ำเสมอและป้องกันการตกตะกอน ความหนาแน่นที่แตกต่างกันของไขมันและพลาสม่าในองค์ประกอบของนมและครีมนำไปสู่การแยกส่วนของไขมันระหว่างการจัดเก็บผลิตภัณฑ์ เพื่อรักษาความสม่ำเสมอของโครงสร้างนมและปรับปรุงความน่ารับประทานของส่วนผสมที่กระจายตัวจึงใช้เครื่องทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน

เครื่องทำให้เป็นเนื้อเดียวกันของนมสร้างผลกระทบทางกลต่อวัตถุดิบที่ผ่านกรรมวิธี กระบวนการกระจายตัวช่วยให้เกิดความเสถียรของอิมัลชันไขมันที่มีการกระจายตัวสูงและช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีความคงตัวที่เป็นเนื้อเดียวกัน กล่าวคือ สารในเปลือกและโครงสร้างของไขมันที่อยู่ในนมจะผ่านการกระจายตัว โปรตีนในพลาสมาจะถูกระดม ฟอสฟาไทด์ผ่านจากเปลือกของ ก้อนไขมันเข้าไปในพลาสมาของผลิตภัณฑ์

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของเครื่องทำโฮโมจีไนเซอร์ของนมประเภทหลักนั้นขึ้นอยู่กับความแตกต่างของแรงดันในระบบ ซึ่งของเหลวที่มีลักษณะโพลีดิสเพอร์สจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความคงตัวเป็นเนื้อเดียวกัน อุปกรณ์นี้สามารถติดตั้งหัวทำงานแบบหนึ่งหรือสองขั้นตอนได้ การปรับเปลี่ยนล่าสุดของหน่วยถูกออกแบบมาเพื่อประมวลผลวัตถุดิบที่มีปริมาณไขมันสูง

ผลิตภัณฑ์จากนมมีบทบาทสำคัญในด้านโภชนาการของผู้คน โดยเฉพาะเด็ก ผู้สูงอายุ และผู้ป่วย คุณสมบัติทางอาหารของผลิตภัณฑ์นมหมักคือประการแรกพวกเขาปรับปรุงการเผาผลาญกระตุ้นการขับถ่ายของ น้ำย่อยในกระเพาะอาหารและกระตุ้นความอยากอาหาร การปรากฏตัวของจุลินทรีย์ที่สามารถหยั่งรากในลำไส้และยับยั้งจุลินทรีย์ที่เน่าเสียได้นำไปสู่การยับยั้งกระบวนการเน่าเสียและการหยุดชะงักของการก่อตัวของผลิตภัณฑ์สลายโปรตีนที่เป็นพิษที่เข้าสู่กระแสเลือดของมนุษย์

ขั้นตอนสำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์นมหมักคือผลกระทบทางกลต่อวัตถุดิบ เช่น การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน มันไม่เพียงแต่ป้องกันการตกตะกอนของไขมันเท่านั้น แต่ยังมีส่วนช่วยในการผลิตผลิตภัณฑ์นมหมักคุณภาพสูงที่มีเนื้อสัมผัสและรสชาติที่ดีขึ้น เพิ่มการย่อยโดยร่างกาย และการใช้ไขมันและวิตามินที่มีอยู่อย่างสมบูรณ์ยิ่งขึ้น