Съвременното производство на мляко на прах изисква контрол на вискозитета в реално време, за да се оптимизира ефективността на сушене и качеството на крайния продукт.Измерване на вискозитет в линиятаПозволява непрекъснато наблюдение на потоците мляко и концентрат, което подпомага незабавните корекции в процеса. Този подход подобрява консистентността чрез откриване на промени във вискозитета, които влияят върху производителността на спрей сушенето и качеството на праха. Например, прилагането на ултразвукова обработка или термосонификация може да намали вискозитета на захранването, което позволява по-високо съдържание на твърди вещества и удължени периоди на работа, с по-рядко почистване поради намаляването на образуването на биофилм. Такъв контрол пряко свързва стабилността на процеса с добива, срока на годност и приемането от страна на клиентите при производството на мляко на прах.
Разбиране на производството на мляко на прах
1.1 Процесът на производство на мляко на прах: Общ преглед
Производството на мляко на прах започва с получаването на сурово мляко в преработвателното съоръжение. Това сурово мляко преминава през строги проверки на качеството, фокусирани върху параметри като киселинност, съдържание на твърди вещества, мазнини и протеини. След това млякото преминава през пастьоризация – термична стъпка, която елиминира патогените и повишава безопасността. След пастьоризацията, хомогенизацията намалява размера на мастните глобули, като спомага за получаването на еднородна смес и подобрява стабилността на емулсията. Тези основни стъпки са от решаващо значение за безопасността, консистенцията и органолептичните свойства на крайния продукт.
Процес на производство на мляко на прах
*
След хомогенизиране, млякото често се стандартизира, за да се регулира съдържанието на мазнини и твърди вещества, за да отговаря на специфичните изисквания на продукта. За някои специални прахове на този етап могат да се добавят бактериални култури, за да се предизвика ферментация, което позволява производството на продукти със специализирани хранителни или сензорни качества.
Следващият етап е концентрирането на млякото, обикновено постигано чрез вакуумно изпаряване, което намалява съдържанието на вода до около половината. Това концентрирано мляко сега се подготвя за процеса на сушене чрез разпръскване, който е от съществено значение за създаването на крайния прахообразен продукт. През всички тези етапи се използват аналитични и статистически методи за контрол на качеството, за да се наблюдават променливите на процеса, осигурявайки постоянно производство на висококачествено мляко на прах. Тези контроли могат да включват стохастично моделиране с обратна връзка, за да се сведат до минимум вариациите, предизвикани от процеса, и да се управлява ефективно качеството между етапите.
1.2 Критичната роля на сушенето чрез пулверизиране на мляко на прах
Пулверизираното сушене превръща концентрираното течно мляко във фин, устойчив на съхранение прах чрез бърза дехидратация. На този етап млечният концентрат се пулверизира в спрей от капчици и се излага на поток от горещ въздух, обикновено при внимателно контролирани температури до около 200°C, въпреки че изходната температура обикновено е много по-ниска, за да се запазят протеините и други функционални съединения. Водата бързо се изпарява от капчиците, оставяйки след себе си твърди млечни частици, които се събират като прах.
Този процес е ключов за съхранението и транспортируемостта на млякото на прах. Сушенето чрез пулверизиране намалява съдържанието на влага до под 5%, намалявайки вероятността от микробен растеж и разваляне. Резултатът е лек, лесно транспортируем прах с отлична разтворимост и дълъг срок на годност. Условията на процеса – като температура на входа, въздушен поток, метод на пулверизиране и налягане на пулверизиране – влияят значително върху характеристиките на праха, включително цвят, разтворимост, течливост и хранителна стойност. Импулсното сушене чрез пулверизиране (PSD), нов метод, може да подобри определени качества, като запазване на протеините и разтворимост, в сравнение с конвенционалното сушене чрез пулверизиране.
Осигуряването на оптимална функционалност на праха и контролирането на нежелани реакции (като покафеняване по Майяр) изисква прецизен контрол на процеса. Регулирането на метода на атомизация и условията на сушене спомага за поддържането на желаните сензорни и хранителни профили. Например, техниките за електростатична атомизация могат да намалят страничните вкусове или нежеланото покафеняване чрез ограничаване на повърхностните реакции.
1.3 Видове мляко на прах и сценарии за тяхното приложение
Млякото на прах се предлага в няколко форми, за да задоволи разнообразни нужди:
Пълномаслено мляко на прахПроизведено от стандартизирано пълномаслено мляко, то запазва пълното си съдържание на мазнини. С висока калорична и хранителна стойност, често се използва в сладкарските изделия, хлебарските изделия и производството на шоколад заради кремообразния си вкус и текстура.
Обезмаслено мляко на прахПроизведено от мляко, като по-голямата част от мазнините са отстранени. Предпочита се в приложения, изискващи по-ниско съдържание на мазнини, като например хлебни изделия, млечни напитки и като основа в реконституирано мляко. По-ниското му съдържание на мазнини спомага за удължаване на стабилността при съхранение.
Специални прахове, сушени чрез пулверизиранеТе включват сирене на прах, лактоза на прах и прахове с добавени растителни протеини или пробиотици. Сиренето на прах е ключово в преработените сирена, закуските и подправките, докато лактозата на прах е от решаващо значение както в хранителните, така и във фармацевтичните приложения, поради своите течливи свойства и мек вкус.
Всеки вид прах се различава по състав на протеини, мазнини и въглехидрати, което влияе върху неговата производителност в специфични производствени сценарии. Например, обезмаслените прахове с високо съдържание на протеини са подходящи за спортно хранене, докато микрокапсулираните прахове удължават жизнеспособността на пробиотичните продукти. Функционалните характеристики – като емулгиране, образуване на пяна, разтворимост и вискозитет – са пряко свързани с историята на обработка и могат да бъдат персонализирани чрез формулиране и контрол на процеса.
Съществуват предизвикателства при персонализирането на физическите характеристики, като например контролиране на чувствителността към влага или крехкостта, но текущите изследвания в технологията за сушене чрез пулверизиране и оптимизирането на формулите продължават да подобряват функционалността на прахообразните материали и да разширяват възможностите за приложение.
Вискозитет на млякото: Основи и значение
2.1 Определяне на вискозитета в млечната промишленост
Вискозитетът е мярка за съпротивлението на течността срещу течение. В контекста на течните млечни продукти, той представлява колко гъсто или рядко е млякото, докато се движи през тръби или съдове за обработка. Вискозитетът на млякото не е постоянен - той се влияе от състава на млякото, състоянието на протеините му, температурата, както и от размера и разпределението на мастните глобули.
В млечните предприятия вискозитетът е едновременно индикатор за качество и определящ фактор за обработката. Например, по-високият вискозитет може да забави движението на млякото в тръбопроводите, което изисква повече енергия и мощни помпи. Обратно, твърде ниският вискозитет може да доведе до оперативни проблеми при създаването на стабилни емулсии или до лошо тяло и усещане в устата на продукти като кремове и кисели млека. Постоянният вискозитет е от съществено значение за автоматизираните системи за пълнене, контролирането на хомогенността на продукта и осигуряването на възпроизводимост в различните партиди. Поради тези причини, в реално време...измерване на вискозитета на хранитеИзползването на вискозиметър за храни или вискозиметър за храни, пригоден за контрол на процеса в потока, е от решаващо значение за ефективното производство и постоянното качество.
2.2 Как вискозитетът влияе върху процеса на производство на мляко на прах
Вискозитетът е централен параметър по време на процеса на производство на мляко на прах, особено при технологията за сушене чрез пулверизиране. В процеса на сушене чрез пулверизиране млякото се атомизира на фини капчици, преди да бъде бързо изсушено с горещ въздух. Вискозитетът на подаваното мляко влияе пряко върху етапа на атомизиране; по-високият вискозитет води до образуване на по-големи капчици, неравномерно разпределение и намалена ефективност на сушене.
Например, кравето мляко, с относително по-високия си вискозитет при концентриране, може да ограничи производителността на пулверизатора и да ограничи съдържанието на твърди вещества в млякото на прах, изсушено чрез пулверизиране. За разлика от това, камилското мляко – с естествено по-нисък вискозитет – може да бъде допълнително концентрирано, което позволява по-ефективно сушене чрез пулверизиране с по-висок добив на прах.
Технологии като импулсно горещо сушене (PCD) са въведени, за да се толерират суровини с по-висок вискозитет, разширявайки възможностите за обработка отвъд това, което позволява конвенционалното спрей сушене. Целта винаги е да се оптимизира вискозитетът преди сушене: твърде високият и рискът от запушване на дюзите, неравномерно сушене и дефекти на продукта се увеличава; твърде нисък и еднородността на продукта и качеството на праха могат да пострадат.
2.3 Фактори, влияещи върху вискозитета на млякото преди и по време на сушене чрез пулверизиране
Редица фактори определят вискозитета на млякото, докато то преминава през производствения процес на мляко на прах:
ТемператураПовишаването на температурата обикновено намалява вискозитета на млякото чрез намаляване на междумолекулните сили. По-високите температури на процеса улесняват изпомпването и пулверизирането, но трябва да бъдат строго контролирани, за да се избегне денатурация или загорял вкус.
ХомогенизацияТози механичен процес разгражда мастните глобули, разпределя ги по-равномерно и води до по-стабилна емулсия. Хомогенизирането на мляко след термична обработка повишава вискозитета поради взаимодействията между денатурираните суроватъчни протеини и казеиновите мицели върху реструктурираната мембрана на мастните глобули. Хомогенизацията при ултрависоко налягане (UHPH) допълнително повишава вискозитета и подобрява стабилността на продукта.
Концентрация (съдържание на твърди вещества)С повишаване на съдържанието на твърди вещества се увеличава и вискозитетът. Млякото с високо съдържание на твърди вещества е желателно за икономично сушене чрез пулверизиране, но има практическа горна граница на вискозитета, за да се избегнат проблеми с пулверизатора. Ултразвуковата и термосонифициращата обработка могат да намалят вискозитета, което позволява на преработвателите да концентрират млякото до по-високи нива, без да се прави компромис с потока или пулверизацията.
Включване на съставки и добавкиДобавки като обезмаслено мляко на прах могат умишлено да увеличат вискозитета за специфични характеристики на продукта, както е при гъстите кисели млека. Като алтернатива, вискозитетът може да се управлява чрез регулиране на протеиновия състав или добавяне на стабилизатори и емулгатори, както се изисква от целевото приложение на праха.
Корекция на pHПонижаването на pH, особено по време на термична обработка или концентриране, увеличава взаимодействията и агрегацията протеин-протеин, което повишава вискозитета. Този аспект е от значение за ферментиралите млечни продукти (като кисело мляко) и влияе върху тенденцията за замърсяване в изпарителите и сушилните.
Редовно наблюдение и прецизен контрол на тези променливи – често използвайкитехнологии за измерване на вискозитет в линията—са от съществено значение за поддържане на ефективността на процеса, минимизиране на замърсяването и отпадъците и осигуряване на желаните функционални свойства на сушеното чрез пулверизиране мляко на прах и свързаните с него продукти.
Ключови параметри в процеса на сушене чрез пулверизиране на мляко на прах
Механизми за сушене чрез разпръскване и етапи на процеса
Процесът на сушене чрез пулверизиране на мляко на прах превръща течното мляко в сух прах чрез контролирано изпаряване и образуване на частици. Три основни етапа определят тази трансформация:
Атомизация:Течната млечна храна се раздробява на фини капчици с помощта на устройства като дюзи за еднофлуидно пръскане с вихрушка под налягане, ротационни дискови атомизатори или импулсно пръскащо оборудване. Дюзите с вихрушка под налягане създават широк диапазон от размери на капчиците, докато ротационните дискове предлагат по-строг контрол и са подходящи за мащабно производство. Импулсното спрей сушене използва импулсна енергия, произвеждайки капчици с тясно разпределение на размера и оптимизирайки разтворимостта на праха.
Работа на сушилната камера:Атомизираните капчици влизат в нагрята камера с контролиран въздушен поток. Бързият пренос на топлина кара водата да се изпарява от всяка капка, което води до образуването на сухи частици. Температурата на входящия въздух, температурата на подавания въздух и дебитът определят скоростта на сушене, отстраняването на влага и общите характеристики на праха.
Събиране на прах:Сухите частици, носени от въздуха, излизат от камерата, където циклони или филтри отделят праха от отработения въздух. Ефективното разделяне запазва добива и качеството на продукта, осигурявайки течливостта на праха и намалявайки загубите.
Съвременната технология за сушене чрез разпръскване позволява регулиране на тези етапи, за да се получат прахове с целеви характеристики – размер на частиците, състав на повърхността и съдържание на влага – критични за последващата употреба и стабилността при съхранение.
Влияние на вискозитета на фуража върху образуването на капчици и кинетиката на сушене
Вискозитетът на млякото, определен главно от концентрацията на твърди вещества и протеини, е ключов фактор при сушенето чрез разпръскване. Той влияе върху атомизацията, размера на частиците и структурата на праха:
Образуване на капчици:По-висок вискозитет на суровините – често постигнат чрез увеличаване на натриевия казеинат или общия брой твърди вещества – произвежда по-малки капчици по време на атомизацията. Това от своя страна води до по-фини прахообразни частици. Вискозитетът на суровините влияе и върху взаимодействията между капчици, контролирайки агломерацията чрез динамиката на сблъсъка.
Кинетика на сушене:Повишеният вискозитет забавя изпарението, променяйки скоростта на сушене и топлопреноса в капчиците. Въпреки че задържа повече свободни мазнини, прекомерният вискозитет може да попречи на ефективното сушене и да увеличи риска от дефекти на праха, като агломерация или разкъсване на частиците при неподходящи температури. Например, сушенето при много високи входни температури с вискозни материали може да причини вътрешно налягане, водещо до разкъсване на частиците и нарушаване на структурата.
Структура на праха:Контролът на вискозитета е от съществено значение за постигане на желаната морфология на праха. По-малките капчици благоприятстват фините, еднородни прахове; прекомерният вискозитет обаче може да причини трудности при обработката, като повлияе на течливостта и ефективността на реконституиране. Следователно балансирането на съдържанието на твърди вещества за контрол на вискозитета е от решаващо значение в процеса на производство на мляко на прах.
Прецизността във вискозитета на фуражите, постигната с помощта на измерватели на вискозитет на храни или вградени технологии за измерване на вискозитет, води до постоянни размери на капките и надеждни свойства на праха. Измерването на вискозитета в млечните продукти позволява контрол на процеса в реално време, оптимизирайки както качеството на продукта, така и ефективността на производството.
Влияние на температурата, дебита и атомизацията върху крайния продукт
Взаимодействията между температурата, дебита на захранването и параметрите на атомизация са от основно значение за оптимизиране на качеството на млякото на прах:
Температура на входящия въздух:По-високите температури ускоряват сушенето и намаляват крайната влага, но могат да образуват твърди корички върху частиците, които ограничават диспергируемостта. Максимална диспергируемост на праха често се наблюдава при междинни входни температури (напр. 110 °C). Прекомерните температури крият риск от преразпределение на мазнините или разграждане на хранителните вещества.
Температура на захранване:Загряването на захранващия материал влияе върху вискозитета и ефективността на атомизацията. По-високите температури на захранващия материал обикновено намаляват вискозитета, което позволява по-фино атомизиране, което може да подобри еднородността на праха.
Дебит на фуража:По-високите скорости на потока водят до по-големи капчици и увеличават размера на частиците; по-ниските скорости на потока водят до по-фини, сухи прахове. Тази връзка е от решаващо значение за контролиране на насипната плътност и разтворимостта. Оперативните модели показват, че по-ниската скорост на потока, комбинирана с по-висока входна температура, постоянно осигурява прахове с намалено съдържание на влага и по-фина структура на частиците.
Ефекти на атомизация:Изборът на дюза или атомизатор и работните параметри (налягане, въздушен поток, размер на отвора) определят разпределението на размера на капките, като пряко влияят върху морфологията на праха и поведението му при разтваряне. Например, ротационните дискови атомизатори поддържат по-строг контрол на размера, подобрявайки разтворимостта и течливостта на крайния продукт.
Взаимодействия между параметрите:
- Намаляването на вискозитета с по-висока температура на подаване или изборът на пулверизатор, подходящ за специфични диапазони на вискозитет, подобрява образуването на капки и консистенцията на праха.
- Регулирането на дебита и налягането на атомизация в съответствие с температурните настройки определя качеството на праха за специализирани приложения, като например мляко на прах с ниско съдържание на фенилаланин или обогатено мляко на прах.
Оптимизирането на параметрите с помощта на методология на повърхността на отклик и математическо моделиране позволява на производителите да настройват фино процеса на спрей сушене на мляко на прах. Вграденото наблюдение – с помощта на измерватели на вискозитета на храни или усъвършенствани сензори – прави възможни корекциите в реално време, осигурявайки висококачествено, свободно течащо мляко на прах, подходящо за разнообразни пазарни изисквания.
Научете повече за измервателите на плътност
Още онлайн измервателни уреди за процеси
Интегриране на измерване на вискозитета в процеса на производство на мляко на прах
4.1Предимства на вградените (непрекъснати) спрямо офлайн (партидни) измервания
Измерването на вискозитета в реално време предлага по-бързо време за реакция от традиционните офлайн или лабораторни методи. Тези отчитания в реално време позволяват незабавна корекция на параметрите на процеса, като например концентрация или температура на захранващия материал, които са от решаващо значение за производството на мляко на прах. Вграденото измерване минимизира ръчното вземане на проби, като по този начин намалява човешката грешка и риска от замърсяване. Непрекъснатото наблюдение по-добре улавя преходните вариации в процеса, които често се пропускат при партидно вземане на проби, което води до подобрено разбиране на процеса и подобрен контрол върху влагата, текстурата и консистенцията на продукта.
Допълнителните предимства включват:
- Подобрена ефективност на процеситеНамаленото време за чакане на лабораторните резултати се изразява в по-висока производителност.
- По-добро качество на продуктаНезабавната обратна връзка поддържа сушеното чрез пулверизиране мляко на прах в желания диапазон на спецификациите.
- Намалена намеса на оператораАвтоматизацията намалява зависимостта от ръчни проверки и интервенции.
- Минимизирана грешка при вземане на пробиВградените устройства записват действителния процес, а не само единична моментна снимка на партидата.
4.2Типични сензорни технологии: Избор на измервател на вискозитет на храни
Три основни технологии за измерване на вискозитет в съвременната млечна преработка са широко разпространени:
Ротационни вискозиметриИзползвайте въртящи се части, за да определите съпротивлението във флуида. Ефективни, но податливи на замърсяване и изискват редовна поддръжка, особено при млечни концентрати с високо съдържание на твърди вещества.
ВибрационенВискозитемериИзмервайте промените във вискозитета, като наблюдавате демпфиращия ефект на технологичната течност върху вибриращ елемент. Вискозиметърът за хранителни продукти Lonnmeter, например, предлага висока чувствителност – ключови качества за производствения процес на мляко на прах.
Акустични/ултразвукови сензориТези безконтактни устройства предават ултразвукови вълни през технологичния флуид и измерват как вискозитетът влияе върху разпространението на вълните. Те предоставят данни в реално време, по-малко са склонни към замърсяване и са особено подходящи за операции по почистване на място (CIP) и стерилизиране на място (SIP).
Основни характеристики на добър измервател на вискозитет на храни за производство на мляко на прах:
- Хигиеничен дизайнНеръждаема стомана 316 и санитарни фитинги за предотвратяване на замърсяване.
- CIP/SIP възможностиПоддържа щателно почистване или стерилизация без отстраняване на сензора.
- ЗдравинаУстойчив на потоци с висок вискозитет, шум от инсталации, вибрации, меки частици, мехурчета и почистващи химикали.
- Минимално движещи се частиНамалява поддръжката, подобрява надеждността и намалява отклонението на измерването.
- Силна корелация с лабораторните резултатиОсигурява увереност в контрола на процеса и контрола на качеството на млякото на прах.
4.3Най-добри практики за инсталиране и поддръжка на вградени вискозиметри
Инсталация
- Поставете сензорите в добре смесени зони на технологичната линия, далеч от мъртви зони или зони с високо ниво на пяна.
- Уверете се, че измервателният уред е достъпен за проверка, но е защитен от физически повреди.
- Позиционирайте вградените сензори в представителни потоци за точно измерване на вискозитета на млякото.
Цикли на почистване
- Изберете измервателни уреди с пълна съвместимост с автоматизирани CIP/SIP системи, тъй като млечните продукти с високо съдържание на твърди вещества са склонни към натрупване на повърхностни замърсявания.
- Планирайте редовни проверки и почистване на повърхността на сензорите, особено в технологията за сушене чрез пулверизиране на мляко на прах.
Графици за калибриране
- Следвайте фабричните протоколи за калибриране и поддържайте подробни сертификати за калибриране.
- Проверете калибрирането на място, както е препоръчано – някои устройства поддържат бързи проверки, използващи проследими от NIST стандарти, или позволяват мащабиране по време на процеса.
- Въведете периодичен преглед на работата на измервателния уред спрямо лабораторните измервания на вискозитета в млечни продукти, за да осигурите постоянна точност.
Обща поддръжка
- Изберете здрава, заварена конструкция, която да издържи на грубо почистване и продължителна работа.
- Извършвайте рутинни проверки за натрупване, замърсяване или механично износване.
- Използвайте вградена диагностика или системи за бързо свързване, където е възможно, за да улесните поддръжката без прекъсване на производството.
Заводите, следващи тези най-добри практики, постигат по-висока работоспособност, постоянно качество на продукта и намалена ръчна намеса по време на целия процес на производство на мляко на прах.
Оптимизиране на качеството на продукта чрез управление на вискозитета
Влияние на вискозитета върху свойствата на праха: размер на частиците, течливост и разтворимост
Вискозитетът директно оформя физичните характеристики на млякото на прах по време на сушене чрез разпръскване. По-високият вискозитет на фуража води до образуването на по-големи частици. Например, увеличаването на нивата на захароза в млечния фураж води до по-голям размер на частиците и по-висока плътност на частиците, като най-големите агломерати се образуват, когато захарозата достигне 10% w/w. Това създава по-логаритмично нормално разпределение на размера на частиците, което може да повлияе на боравенето с тях и пригодността им за употреба от потребителите.
Течливостта силно зависи от размера на частиците и вискозитета на фуража. С увеличаването на вискозитета на фуража се увеличава и средният размер на частиците, което обикновено подобрява течливостта на праха. Подобрителите на течливост с „чист етикет“, като например ултрафините млечни прахове, разчитат на контролиран вискозитет на фуража, за да оптимизират характеристиките на течливост, които са от решаващо значение за опаковането и последващата обработка.
Разтворимостта варира в зависимост от параметрите на процеса, като например температурата на входящия въздух, които сами по себе си се влияят от вискозитета на фуража. Млечните прахове, обработени при по-високи температури (напр. 200°C срещу 150°C), показват стойности на разтворимост до 99,98%. Правилното управление на вискозитета на фуража, комбинирано с контрол на параметрите на сушене чрез разпръскване, води до получаване на мляко на прах, което се разтваря ефективно и поддържа желаните физични свойства.
Корелация между показанията на вискозитета и сензорните/хранителни характеристики
Точното измерване на вискозитета гарантира, че млякото на прах постоянно отговаря на сензорните и хранителните стандарти за качество. Вискозитетът на фуража, определен от нивата на протеини, мазнини и нишесте или модифициран чрез добавяне на съставки, влияе върху усещането в устата, вкуса и задържането на хранителни вещества по време на целия процес на производство на мляко на прах.
Намаляването на вискозитета на фуража, независимо дали поради разваляне или промяна в формулата, може да доведе до по-неприятно усещане в устата и намалена хранителна стойност. Например, съхранението на напитки на млечна основа при по-високи температури намалява вискозитета, което води до по-малко кремообразно усещане в устата и намалена приемливост от потребителя. Обратно, оптимизирането на системите за хранене на лактиращи крави (напр. хранени на пасища) променя профила на мастните киселини в млякото и поддържа по-висок вискозитет, което удължава както срока на годност, така и вкуса.
Неговеждите млека, като например камилското мляко, изискват специално управление на вискозитета по време на сушенето чрез разпръскване за оптимално разпръскване. Увеличеното общо съдържание на твърди вещества повишава вискозитета, което спомага за по-доброто образуване на прах и гарантира запазването на сензорните и хранителните свойства за нишови приложения.
Подобренията в качеството в процеса на производство на мляко на прах произтичат от точното и навременно измерване на вискозитета. Използването на вградени вискозитемери Lonnmeter за хранителни продукти води до подобрено усещане в устата и максимално задържане на хранителни вещества, като позволява корекции в реално време по време на сушене чрез пулверизиране.
Осигуряване на консистентност в сушеното чрез пулверизиране мляко на прах чрез контрол на процеса
Системите за статистически контрол на процесите (SPC), интегрирани с непрекъснато измерване на вискозитета, са ключови за постигане на консистентност в сушеното чрез пулверизиране мляко на прах. Акустичният разходомер и вградените вискозиметри предоставят данни за вискозитета в реално време, което позволява незабавни корекции на процеса.
Инструменти за контрол на вискозитета (SPC), като контролни диаграми и Парето анализ, използват тези данни за вискозитета, за да идентифицират дефекти, да стабилизират процеса на спрей сушене на мляко на прах и да оптимизират капацитета. Например, наблюдението на вискозитета, наред със съдържанието на твърди вещества в концентрата на млечен протеин, осигурява прецизен контрол върху спрей сушенето, което води до намаляване на дефектите и подобрена еднородност на продукта.
Съвременните рамки за контрол на качеството на млякото на прах (напр. HACCP) все по-често включват SPC, базиран на вградени показания за вискозитет, за да се поддържат продуктовите стандарти по време на целия производствен процес на мляко на прах. Този подход, основан на данни, гарантира, че течливостта, разтворимостта и сензорните характеристики остават в рамките на целевите спецификации, като по този начин се защитава качеството на продукта при производството на млечни продукти с голям обем.
Отстраняване на неизправности и оптимизиране на процесите с помощта на данни за вискозитет
Често срещани предизвикателства, свързани с вискозитета, в процеса на сушене чрез пулверизиране на мляко
Вискозитетът е от основно значение за контролирането на процеса на производство на мляко на прах. Високият вискозитет на захранващия материал нарушава атомизацията, което затруднява производството на капчици с еднакъв размер. Това може да доведе до няколко технологични проблема:
Запушване на дюзите:Когато вискозитетът се повиши над целевата стойност, фуражът трудно преминава през дюзите за разпръскване. Това води до чести запушвания, които намаляват оперативната ефективност и увеличават времето на престой. Инсталирането на цедки за отстраняване на по-големи частици и използването на дюзи с по-големи свободни проходи спомагат за намаляване на риска от запушване. Необходими са редовни процедури за почистване и поддръжка, особено при обработка на концентрирани фуражи или такива, на които липсва подходяща хомогенизация или емулгатори.
Непостоянно качество на праха:Вариациите във вискозитета на подавания материал променят образуването на капчици по време на атомизацията. По-високият вискозитет обикновено води до по-големи прахообразни частици – те могат да проявяват по-тъмен цвят и нарушена диспергируемост. Докато по-големите частици могат да подобрят течливостта и омокряемостта, прекомерната агломерация може да повлияе на разтворимостта и външния вид на праха.
Лоша атомизация:Стабилното атомизиране изисква вискозитетът да остане в оптимални граници. Отклоненията могат да причинят неравномерни размери на капките, намалявайки добива на еднородно мляко на прах, изсушено чрез пулверизиране. Налягането на атомизиране и дизайнът на дюзата пряко влияят на способността за управление на тези ефекти.
Проблеми с разтворимостта:Вискозитетът на фуража влияе върху взаимодействието на твърдите вещества на млякото по време на сушене. Неадекватно атомизираното мляко може да доведе до лоша разтворимост на праха, което да повлияе на функционалността на крайния продукт, независимо дали е за приложения за инстантни млечни продукти или за реконституиране.
Използване на вградени данни за бързи корекции на процеса
Мониторингът в реално време чрез вградени вискозиметри трансформира отстраняването на неизправности при сушенето на мляко на прах чрез разпръскване. Вградените вискозиметри, като Hydramotion XL7 и акустичните разходомери, осигуряват непрекъснати и точни показания за вискозитета на млякото, докато току-що преминава през производствената линия. Това позволява на операторите да действат незабавно, ако вискозитетът се отклони от зададените параметри.
Проактивни интервенции:Вградените показания осигуряват незабавна обратна връзка. Когато се открие аномалия – например, повишаващ се вискозитет, който може да предшества запушване на дюзата – операторите могат да регулират налягането на атомизация или да променят състава на захранването, преди проблемът да ескалира. Автоматизираните платформи за управление използват тези показания за фина настройка на оперативните променливи без ръчна намеса, намалявайки човешките грешки и увеличавайки добива.
Оптимизация на процесите:Непрекъснатите данни позволяват динамичен контрол на концентрацията, хомогенизацията и температурата на фуража, осигурявайки качество и ефективност. Например, ако се установи повишаване на вискозитета след обогатяване с протеини, условията на процеса могат да бъдат променени, за да се възстанови качеството на атомизация и да се осигурят постоянни свойства на сушеното чрез пулверизиране мляко на прах.
Минимизиране на загубите и престоите:Бързите корекции, задвижвани от вградени данни, водят до по-малко откази на партиди, по-малко разхищение и по-кратки цикли на почистване. Вградените системи също така поддържат рутинно валидиране на процесите, което е предимство за съответствие с регулаторните изисквания и изискванията за безопасност на храните.
Препоръки за работен процес за ефективно производство на мляко на прах
Ефективното интегриране на данните за вискозитета в процеса на производство на мляко на прах изисква синергичен дизайн на работния процес. Ключовите препоръки включват:
Автоматизирана интеграция на данни:Вискозиметрите за хранителни продукти трябва да се свързват директно към разпределени системи за управление (DCS) и операторски табла. Например, инсталации, използващи онлайн вискозиметри Hydramotion или акустични разходомери FLOWave, постигат безпроблемно наблюдение на процесите в реално време, като автоматично задействат коригиращи действия при превишаване на праговете.
Табла за управление на оператора:Удобните за потребителя табла показват текущите измервания на вискозитета в млечните продукти, наред с други критични променливи на процеса (твърди вещества в захранването, температура, налягане на атомизация). Това позволява бърза интерпретация и намеса при възникване на проблеми, подпомагайки ефективни работни процеси в производството на мляко на прах.
Стандартни оперативни процедури (СОП):СОП трябва изрично да очертават тестването на вискозитета при преработката на мляко, като обхващат калибриране, поддръжка и протоколи за коригиращи действия. Документацията трябва да описва подробно как се измерва вискозитетът в хранителната линия, оптималните диапазони за различните технологии за сушене чрез пулверизиране на мляко на прах и плановете за реагиране при отклонения. Интеграцията с електронни записи на партидите осигурява проследимост и валидиране на процеса.
Платформи за автоматизация на процеси:Усъвършенстваните системи (като SpiraTec) използват данни за вискозитета, за да оптимизират сушенето чрез разпръскване на мляко на прах. Платформите за автоматизация улесняват постоянното производство, увеличават добива и поддържат качеството с минимална намеса на оператора. Алгоритмите за управление на процесите в реално време регулират скоростта на подаване, температурата на сушилнята и настройките на атомизатора въз основа на показанията за вискозитета на млякото.
Непрекъсната оценка на качеството:Измерването на вискозитета в млечните продукти подпомага контрола на качеството на млякото на прах, като гарантира, че всяка партида отговаря на спецификациите на продукта по отношение на размер на частиците, разтворимост и течливост. Автоматизираните системи за предупреждения и отчети рационализират отстраняването на неизправности и предотвратяват скъпоструващо понижаване на качеството на продукта.
В обобщение, интегрирането на данни за вискозитет от измерватели на вискозитет на храни и вградени сензори в автоматизацията на процесите и работните процеси на операторите е от съществено значение за ефективното производство на висококачествено мляко на прах, изсушено чрез пулверизиране. Този подход подпомага ранното откриване на проблеми, бързата реакция и устойчивата оптимизация на процесите в целия процес на производство на мляко на прах.
Съображения за осигуряване на качеството и безопасност на храните
7.1 Роля на мониторинга на вискозитета при спазване на регулаторните изисквания
Вграденото наблюдение на вискозитета играе ключова роля в спазването на разпоредбите за безопасност на храните по време на целия процес на производство на мляко на прах. Чрез интегриране на измерватели на вискозитета на храните директно в непрекъснати операции, като например технологията за сушене чрез пулверизиране на мляко на прах, производителите постигат автоматични, надеждни и проследими измервания на параметри като вискозитета на млякото, общото съдържание на твърди вещества и съдържанието на протеини. Съвременната технология за анализ на процесите (PAT), включително вградените акустични разходомери, позволява документиране в реално време за всяка производствена партида, осигурявайки готова за одит цифрова следа, обвързана с условията и решенията на процеса.
Основните предимства на съответствието включват:
- Незабавно откриване на отклонения в процеса, подпомагане на коригиращи действия преди производството на несъответстващ продукт.
- Автоматично регистриране на данни от измерване на вискозитета в млечни продукти, отговарящо на нуждите от документация за разпоредби като HACCP и FSMA.
- Подобрена проследимост, позволяваща на производителите да проследяват и проверяват контрола на качеството на млякото на прах до конкретния момент и състояние на производство.
Чрез позволяване на партиден анализ на данни, вграденото наблюдение на вискозитета рационализира реакциите към отклонения в качеството и подпомага по-бързото идентифициране на първопричините, подобрявайки съответствието с регулаторните изисквания и управлението на изтеглянията от пазара.
7.2 Почистване, калибриране и хигиена на измерватели на вискозитет на храни
Вградените вискозитемери, използвани в процеса на производство на мляко на прах, изискват щателно почистване и калибриране, за да се гарантира както надеждността на измерването, така и безопасността на продукта. Протоколите за почистване на място (CIP) са стандартни: оборудването се почиства без разглобяване, обикновено с помощта на автоматизирани цикли, които включват предварително изплакване, почистване с препарат, изплакване с гореща вода и киселина, както и окончателно промиване при определени температури и дебити.
Най-добрите практики за CIP в млечната промишленост включват:
- Планиране на циклите на почистване въз основа на документирани оценки на риска и указания на производителя, минимизиране на кръстосаното замърсяване между партидите от процеса на спрей сушене на мляко.
- Валидиране на ефективността на почистването чрез периодично микробиологично вземане на проби, осигуряващо съответствие със стандартите за безопасност на храните, като например 3-A санитарни стандарти.
Калибрирането е също толкова важно. Надеждните измерватели на вискозитет на храни изискват редовно и документирано калибриране съгласно индустриалните стандарти:
- Калибрирането трябва да се извършва на определени интервали и след промени в процеса, за да се поддържа точността на тестването на вискозитета при преработката на мляко.
- Конструкциите на санитарните сензори, къси и лесни за почистване, спомагат за осигуряване както на хигиенична работа, така и на правилно калибриране.
- Записите за калибриране трябва да се поддържат и да са на разположение за регулаторни одити, за да се демонстрира текущо съответствие.
Рутинните проверки по поддръжката трябва да включват също проверка и подмяна на уплътнения и гарнитури, предотвратявайки натрупването на отлагания, които биха могли да повлияят на показанията на вискозитета или да внесат патогени. Интеграцията със системи за автоматизация може да предложи откриване на грешки и бързо уведомяване за нередности, което подпомага управлението на риска в производствения процес на мляко на прах. Комбинацията от планирано почистване, калибриране и хигиеничен дизайн е в основата на последователното и съответстващо на изискванията сушене на мляко на прах чрез пулверизиране и висококачествено производство на сушено чрез пулверизиране мляко на прах.
Често задавани въпроси (ЧЗВ)
1. Какво е значението на вискозитета в процеса на производство на мляко на прах?
Вискозитетът регулира поведението на млякото по време на критични стъпки като изпаряване и сушене чрез пулверизиране. Той определя колко лесно млякото тече и се атомизира, като пряко влияе върху размера на частиците, разтворимостта и диспергируемостта на крайния прах. Лошият контрол на вискозитета може да доведе до неравномерни характеристики на праха, намален добив и непостоянно качество. Например, високият вискозитет увеличава агломерацията в сушилните чрез пулверизиране, което влияе върху структурата и разтворимостта на праха. Правилното управление на вискозитета води до надеждни сензорни и хранителни качества в сушеното чрез пулверизиране мляко на прах.
2. Как измервателят на вискозитета на храните подобрява процеса на сушене чрез пулверизиране на мляко?
Вискозиметър за хранителни продукти, като например вграден акустичен разходомер или ротационен вискозиметър, осигурява непрекъснато измерване на вискозитета в реално време в технологичния поток. Това позволява незабавна обратна връзка и автоматично регулиране на състава на захранващия поток или настройките на процеса. Ако вискозитетът на млякото се отклонява от оптималния, системата може незабавно да коригира концентрацията или температурата на твърдите вещества, поддържайки постоянни свойства на праха и минимизирайки разхищението на материала. Проучвания на инсталации на живо показват, че такива устройства намаляват загубата на добив и повишават енергийната ефективност по време на спрей сушенето на мляко на прах.
3. Кои фактори влияят върху вискозитета на млякото преди сушене чрез разпръскване?
Няколко фактора оформят вискозитета на млечната храна:
- Температура:По-високите температури на млякото понижават вискозитета; условията на пастьоризация влияят върху структурата и стабилността на протеините.
- Концентрация на протеини и мазнини:По-високото съдържание на протеини и общо съдържание на твърди вещества повишава вискозитета, което води до по-изразени емулсионни характеристики.
- Ниво на хомогенизация:По-интензивната хомогенизация намалява размера на мастните глобули, стабилизирайки емулсиите и понижавайки вискозитета.
- Допълнителни съставки:Добавените стабилизатори, захари или минерали могат да променят вискозитета и поведението на емулсията.
Контролирането на тези променливи гарантира, че млякото тече и се разпръсква предвидимо в спрей сушилнята, поддържайки стабилно образуване на прах с желаните физични свойства.
4. Какви видове вградени вискозитемери са най-подходящи за млечни приложения?
Оптималните вградени вискозитемери за производство на мляко на прах са:
- Ротационни вискозиметри:Директно измерване на съпротивлението на въртене; здрав, подходящ за различни концентрации на мляко. Трябва да е с хранителен клас и съвместим с процесите на почистване на място (CIP) или стерилизация на място (SIP).
- Вибрационни (акустични) вискозиметри:Използвайте вибрации или звукови вълни за откриване на промени във вискозитета; ефективни при проследяване на ненютонови течности като концентрати на млечни протеини.
- Кориолисови разходомери:Извежда вискозитет от данни за осцилация и поток; доказано осигурява надеждни, непрекъснати измервания в млечни потоци.
Онлайн вискозиметрите от индустриален клас, проектирани за устойчивост на CIP/SIP и създадени да издържат на замърсяване от млечни продукти, са от решаващо значение за точното и лесно за поддръжка приложение в процесите на спрей сушене на мляко на прах.
5. Защо измерването на вискозитета в потока е за предпочитане пред офлайн методите за производство на мляко на прах?
Вграденото измерване на вискозитета предлага непрекъснат мониторинг в реално време, докато офлайн методите разчитат на периодично ръчно вземане на проби и лабораторен анализ. Подходът в реално време позволява незабавна реакция на колебанията в процеса, осигурявайки стабилно качество и предотвратявайки образуването на несъответстващи партиди. Той също така намалява времето на престой, минимизира разхищението на ресурси и поддържа оптимален контрол на процеса – предимства, които са от основно значение за ефективността и съответствието на производството на мляко на прах. Вградените методи отговарят на лабораторната точност, но осигуряват превъзходна индустриална стойност, особено за непрекъснати процеси като сушене чрез пулверизиране.
