Šiuolaikinė pieno miltelių gamyba reikalauja klampumo kontrolės realiuoju laiku, siekiant optimizuoti džiovinimo efektyvumą ir galutinio produkto kokybę.Linijinis klampumo matavimasleidžia nuolat stebėti pieno ir koncentrato srautus, palaikant neatidėliotinus proceso koregavimus. Šis metodas pagerina nuoseklumą, aptikdamas klampumo pokyčius, kurie turi įtakos purškiamojo džiovinimo našumui ir miltelių kokybei. Pavyzdžiui, ultragarso arba termosonikacijos taikymas gali sumažinti pašaro klampumą, todėl padidėja kietųjų dalelių kiekis ir pailgėja eksploatavimo laikotarpis, o valymas vyksta rečiau dėl sumažėjusio bioplėvelės susidarymo. Tokia kontrolė tiesiogiai susieja proceso stabilumą su išeiga, galiojimo laiku ir klientų priėmimu pieno miltelių gamyboje.
Pieno miltelių gamybos supratimas
1.1 Pieno miltelių gamybos procesas: apžvalga
Pieno miltelių gamyba prasideda nuo žalio pieno gavimo perdirbimo įmonėje. Šis žalias pienas yra griežtai tikrinamas, daugiausia dėmesio skiriant tokiems parametrams kaip rūgštingumas, sausųjų medžiagų kiekis, riebalai ir baltymai. Tada pienas pasterizuojamas – tai terminis etapas, kurio metu sunaikinami patogenai ir padidinamas saugumas. Po pasterizacijos homogenizavimas sumažina riebalų lašelių dydį, taip užtikrinant vienodą mišinį ir pagerinant emulsijos stabilumą. Šie pagrindiniai etapai yra labai svarbūs galutinio produkto saugumui, konsistencijai ir organoleptinių savybių nustatymui.
Pieno miltelių gamybos procesas
*
Po homogenizavimo pienas dažnai standartizuojamas, siekiant pakoreguoti riebalų ir sausųjų medžiagų kiekį pagal konkrečius produkto reikalavimus. Į tam tikrus specialius miltelius šiame etape gali būti dedamos bakterijų kultūros, kad būtų paskatinta fermentacija ir galima gaminti produktus, turinčius specifinių maistinių ar juslinių savybių.
Kitas etapas – pieno koncentravimas, paprastai atliekamas vakuuminiu garinimu, kurio metu vandens kiekis sumažinamas maždaug perpus. Šis koncentruotas pienas dabar paruošiamas purškiamojo džiovinimo procesui, kuris yra būtinas norint pagaminti galutinį miltelių pavidalo produktą. Visuose šiuose etapuose naudojami analitiniai ir statistiniai kokybės kontrolės metodai, skirti stebėti proceso kintamuosius, užtikrinant nuoseklią aukštos kokybės pieno miltelių gamybą. Šie valdikliai gali apimti tiesioginį stochastinį modeliavimą, siekiant sumažinti proceso sukeltus pokyčius ir efektyviai valdyti kokybę visuose etapuose.
1.2 Svarbus pieno miltelių purškiamojo džiovinimo vaidmuo
Purškiamasis džiovinimas koncentruotą skystą pieną greitai dehidratuojant paverčia smulkiais, ilgai laikančiais milteliais. Šiame etape pieno koncentratas susmulkinamas į lašelius ir veikiamas karšto oro srove, paprastai kruopščiai kontroliuojamoje temperatūroje iki maždaug 200 °C, nors išleidimo temperatūra paprastai būna daug žemesnė, siekiant išsaugoti baltymus ir kitus funkcinius junginius. Vanduo iš lašelių greitai išgaruoja, paliekant kietas pieno daleles, kurios surenkamos kaip milteliai.
Šis procesas yra labai svarbus pieno miltelių laikymui ir transportavimui. Purškiamasis džiovinimas sumažina drėgmės kiekį iki mažiau nei 5 %, taip sumažindamas mikrobų augimo ir gedimo tikimybę. Rezultatas – lengvi, lengvai transportuojami milteliai, puikiai tirpstantys ir ilgai galiojantys. Proceso sąlygos, tokios kaip įleidimo temperatūra, oro srautas, purškimo metodas ir purškimo slėgis, daro didelę įtaką miltelių savybėms, įskaitant spalvą, tirpumą, tekėjimą ir maistinę vertę. Impulsinis purškiamasis džiovinimas (PSD), naujas metodas, gali pagerinti tam tikras savybes, tokias kaip baltymų išsaugojimas ir tirpumas, palyginti su įprastu purškiamuoju džiovinimu.
Norint užtikrinti optimalų miltelių funkcionalumą ir kontroliuoti nepageidaujamas reakcijas (pvz., Maillardo parudavimą), reikia tiksliai kontroliuoti procesą. Purškimo metodo ir džiovinimo sąlygų koregavimas padeda išlaikyti norimus juslinius ir maistinius profilius. Pavyzdžiui, elektrostatinės purškimo technologijos gali sumažinti pašalinius skonius ar nepageidaujamą parudavimą, apribodamos paviršiaus reakcijas.
1.3 Pieno miltelių rūšys ir jų taikymo scenarijai
Pieno milteliai tiekiami įvairiomis formomis, kad atitiktų įvairius poreikius:
Nenugriebto pieno milteliaiPagamintas iš standartizuoto nenugriebto pieno, išlaiko visą riebalų kiekį. Dėl didelio kaloringumo ir maistinės vertės jis dažnai naudojamas konditerijos gaminių, kepinių ir šokolado gamyboje dėl kreminio skonio ir tekstūros.
Nugriebto pieno milteliaiPagamintas iš pieno, iš kurio pašalinta didžioji dalis riebalų. Jis tinka gaminiams, kuriems reikalingas mažesnis riebalų kiekis, pavyzdžiui, kepiniams, pieno gėrimams ir kaip atkurto pieno pagrindas. Mažesnis riebalų kiekis padeda prailginti laikymo laiką.
Purškiami džiovinti specialūs milteliaiTai sūrio milteliai, laktozės milteliai ir milteliai su pridėtais augaliniais baltymais arba probiotikais. Sūrio milteliai yra labai svarbūs lydyto sūrio, užkandžių ir pagardų gamyboje, o laktozės milteliai yra labai svarbūs tiek maisto, tiek farmacijos srityje dėl savo takumo savybių ir švelnaus skonio.
Kiekvieno tipo milteliai skiriasi baltymų, riebalų ir angliavandenių sudėtimi, o tai įtakoja jų veikimą konkrečiose gamybos situacijose. Pavyzdžiui, nugriebti milteliai, kuriuose yra daug baltymų, tinka sportinei mitybai, o mikrokapsulėse esantys milteliai pailgina probiotinių produktų gyvybingumą. Funkcinės savybės, tokios kaip emulsinimas, putojimas, tirpumas ir klampumas, yra tiesiogiai susijusios su apdorojimo istorija ir gali būti pritaikytos keičiant formulę ir kontroliuojant procesą.
Fizinių savybių, tokių kaip jautrumo drėgmei ar trapumo kontrolė, pritaikymas yra sudėtingas, tačiau nuolatiniai purškiamojo džiovinimo technologijos ir formulių optimizavimo tyrimai toliau gerina miltelių funkcionalumą ir plečia taikymo galimybes.
Pieno klampumas: pagrindai ir reikšmė
2.1 Klampumo apibrėžimas pieno perdirbime
Klampumas yra skysčio pasipriešinimo tekėjimui matas. Kalbant apie skystus pieno produktus, jis parodo, koks tirštas arba skystas yra pienas, jam judant vamzdžiais ar perdirbimo indais. Pieno klampumas nėra pastovus – jį veikia pieno sudėtis, jo baltymų būsena, temperatūra ir riebalų lašelių dydis bei pasiskirstymas.
Pieno fabrikuose klampumas yra ir kokybės rodiklis, ir perdirbimo veiksnys. Pavyzdžiui, didesnis klampumas gali sulėtinti pieno judėjimą vamzdynais, todėl reikia daugiau energijos ir galingų siurblių. Ir atvirkščiai, per mažas klampumas gali sukelti eksploatacinių sunkumų kuriant stabilias emulsijas arba prastą kūno ir burnos pojūtį tokiuose produktuose kaip kremai ir jogurtai. Pastovus klampumas yra būtinas automatizuotoms pildymo sistemoms, kontroliuojant produkto homogeniškumą ir užtikrinant atkuriamumą tarp partijų. Dėl šių priežasčių realiuoju laiku...maisto klampumo matavimasMaisto klampumo matuoklio arba maisto klampumo matuoklio, pritaikyto gamybos procesų valdymui, naudojimas yra labai svarbus efektyviai gamybai ir pastoviai kokybei.
2.2 Kaip klampumas veikia pieno miltelių gamybos procesą
Klampumas yra pagrindinis pieno miltelių gamybos proceso parametras, ypač pieno miltelių purškimo džiovinimo technologijoje. Pieno purškimo džiovinimo procese pienas susmulkinamas į smulkius lašelius, o tada greitai išdžiovinamas karštu oru. Pieno tiekiamo pieno klampumas tiesiogiai veikia purškimo etapą; didesnis klampumas lemia didesnių lašelių susidarymą, netolygų pasiskirstymą ir sumažintą džiovinimo efektyvumą.
Pavyzdžiui, karvių pienas, kurio koncentruotas klampumas yra santykinai didesnis, gali apriboti purkštuvo veikimą ir sumažinti sausųjų medžiagų kiekį purškiant džiovintuose pieno milteliuose. Tuo tarpu kupranugarių pienas, kurio klampumas natūraliai mažesnis, gali būti dar labiau koncentruojamas, todėl purškiant džiovinimas yra efektyvesnis ir miltelių išeiga didesnė.
Siekiant toleruoti didesnio klampumo pašarus, buvo įdiegtos tokios technologijos kaip impulsinis degimo džiovinimas (PCD), taip išplečiant apdorojimo galimybes, palyginti su įprastiniu purškiamuoju džiovinimu. Visada siekiama optimizuoti klampumą prieš džiovinimą: per didelis klampumas padidina purkštukų užsikimšimo, netolygaus džiovinimo ir produkto defektų riziką; per mažas klampumas gali paveikti produkto vienodumą ir miltelių kokybę.
2.3 Pieno klampumą prieš purškiamąjį džiovinimą ir jo metu įtakojantys veiksniai
Pieno klampumą, jam vystant pieno miltelių gamybos procesą, lemia įvairūs veiksniai:
TemperatūraDidėjanti temperatūra paprastai sumažina pieno klampumą, sumažindama tarpmolekulines jėgas. Aukštesnė proceso temperatūra palengvina pumpavimą ir atomizaciją, tačiau ją reikia griežtai kontroliuoti, kad būtų išvengta denatūracijos ar apdegusių skonių.
HomogenizavimasŠis mechaninis procesas suskaido riebalų lašelius, tolygiau juos išsklaido ir sukuria stabilesnę emulsiją. Pieno homogenizavimas po terminio apdorojimo padidina klampumą dėl denatūruotų išrūgų baltymų ir kazeino micelių sąveikos ant restruktūrizuotos riebalų lašelių membranos. Itin aukšto slėgio homogenizavimas (UHPH) dar labiau padidina klampumą ir pagerina produkto stabilumą.
Koncentracija (kietųjų medžiagų kiekis)Didėjant sausųjų medžiagų kiekiui, didėja ir klampumas. Didelio sausųjų medžiagų kiekio pienas yra pageidautinas ekonomiškam purškiamajam džiovinimui, tačiau yra praktinė viršutinė klampumo riba, kad būtų išvengta purkštuko problemų. Ultragarso ir termosonikacijos apdorojimas gali sumažinti klampumą, todėl perdirbėjai gali koncentruoti pieną iki aukštesnio lygio neprarandant srauto ar purškimo.
Ingredientų įtraukimas ir priedaiPriedai, tokie kaip nugriebto pieno milteliai, gali sąmoningai padidinti klampumą, kad būtų pasiektos konkrečios produkto savybės, pavyzdžiui, tirštuose jogurtuose. Arba klampumą galima valdyti koreguojant baltymų sudėtį arba pridedant stabilizatorių ir emulsiklių, atsižvelgiant į tikslinį miltelių naudojimą.
pH reguliavimaspH mažinimas, ypač terminio apdorojimo ar koncentravimo metu, padidina baltymų sąveiką ir agregaciją, o tai padidina klampumą. Šis aspektas yra svarbus fermentuotiems pieno produktams (pvz., jogurtui) ir turi įtakos užsiteršimo tendencijoms garintuvuose ir džiovyklėse.
Reguliarus šių kintamųjų stebėjimas ir tikslus valdymas, dažnai naudojantlinijinės klampos matavimo technologijos—yra būtini norint išlaikyti proceso efektyvumą, sumažinti užterštumą ir atliekas bei užtikrinti pageidaujamas purškiamojo džiovinimo būdu gautų pieno miltelių ir susijusių produktų funkcines savybes.
Pagrindiniai pieno miltelių purškimo džiovinimo proceso parametrai
Purškimo džiovinimo mechanizmai ir proceso etapai
Pieno miltelių purškiamojo džiovinimo procesas kontroliuojamo garinimo ir dalelių formavimo būdu paverčia skystą pieną sausais milteliais. Šį virsmą apibrėžia trys pagrindiniai etapai:
Atomizacija:Skystas pieno pašaras susmulkinamas į smulkius lašelius naudojant tokius įrenginius kaip slėginiai sūkuriniai vieno skysčio purškimo antgaliai, rotaciniai diskiniai purkštuvai arba impulsinio purškimo įranga. Slėginiai sūkuriniai antgaliai sukuria platų lašelių dydžių diapazoną, o rotaciniai diskai siūlo tikslesnę kontrolę ir tinka didelio masto gamybai. Impulsinis purškiamasis džiovinimas naudoja impulsinę energiją, kad gautųsi siauro dydžio pasiskirstymo lašeliai ir optimizuotų miltelių tirpumą.
Džiovinimo kameros veikimas:Purškiami lašeliai patenka į šildomą kamerą su kontroliuojamu oro srautu. Dėl greito šilumos perdavimo iš kiekvieno lašelio išgaruoja vanduo, todėl susidaro sausos dalelės. Įleidžiamo oro temperatūra, padavimo temperatūra ir srauto greitis lemia džiovinimo greitį, drėgmės pašalinimą ir bendras miltelių savybes.
Miltelių kolekcija:Ore esančios sausos dalelės išeina iš kameros, kur ciklonai arba filtrai atskiria miltelius nuo išmetamo oro. Efektyvus atskyrimas išsaugo produkto išeigą ir kokybę, užtikrina miltelių takumą ir sumažina nuostolius.
Šiuolaikinė purškiamojo džiovinimo technologija leidžia reguliuoti šiuos etapus, kad būtų pagaminti milteliai su tikslinėmis savybėmis – dalelių dydžiu, paviršiaus sudėtimi ir drėgmės kiekiu – kurios yra labai svarbios tolesniam naudojimui ir sandėliavimo stabilumui.
Pašarų klampumo įtaka lašelių susidarymui ir džiovinimo kinetikai
Pieno klampumas, kurį daugiausia lemia sausųjų medžiagų ir baltymų koncentracija, yra pagrindinis purškiamojo džiovinimo veiksnys. Jis turi įtakos atomizacijai, dalelių dydžiui ir miltelių struktūrai:
Lašelių susidarymas:Didesnio klampumo mišiniai, dažnai pasiekiami didinant natrio kazeinato arba bendro kietųjų dalelių kiekio kiekį, purškimo metu sukuria mažesnius lašelius. Dėl to miltelių dalelės tampa smulkesnės. Mišinio klampumas taip pat turi įtakos lašelių tarpusavio sąveikai, kontroliuodamas aglomeraciją per susidūrimų dinamiką.
Džiovinimo kinetika:Padidėjęs klampumas sulėtina garavimą, todėl pakinta džiūvimo greitis ir šilumos perdavimas lašeliuose. Nors per didelis klampumas išlaiko daugiau laisvųjų riebalų, jis gali trukdyti efektyviai džiovinti ir padidinti miltelių defektų, tokių kaip aglomeracija ar dalelių plyšimas, riziką netinkamoje temperatūroje. Pavyzdžiui, džiovinimas labai aukštoje įleidimo temperatūroje su klampiomis medžiagomis gali sukelti vidinį slėgį, dėl kurio dalelės gali plyšti ir pažeisti struktūrą.
Miltelių struktūra:Klampumo kontrolė yra būtina norint pasiekti norimą miltelių morfologiją. Mažesni lašeliai yra palankesni smulkiems, vienodiems milteliams; tačiau per didelis klampumas gali sukelti apdorojimo sunkumų, turinčių įtakos tekėjimui ir atkūrimo efektyvumui. Todėl pieno miltelių gamybos procese labai svarbu subalansuoti kietųjų dalelių kiekį, siekiant kontroliuoti klampumą.
Tikslus pašarų klampumas, pasiekiamas naudojant maisto klampumo matuoklius arba integruotas klampumo matavimo technologijas, užtikrina pastovų lašelių dydį ir patikimas miltelių savybes. Pieno produktų klampumo matavimas leidžia valdyti procesą realiuoju laiku, optimizuojant produkto kokybę ir gamybos efektyvumą.
Temperatūros, srauto greičio ir atomizacijos poveikis galutiniam produktui
Temperatūros, pašarų srauto greičio ir purškimo parametrų sąveika yra labai svarbi optimizuojant pieno miltelių kokybę:
Įleidžiamo oro temperatūra:Aukštesnė temperatūra pagreitina džiūvimą ir sumažina galutinį drėgnumą, tačiau ant dalelių gali susidaryti kietos plutelės, kurios riboja dispersiškumą. Didžiausias miltelių dispersiškumas dažnai pasiekiamas esant tarpinei įleidimo temperatūrai (pvz., 110 °C). Per didelė temperatūra kelia riebalų persiskirstymo arba maistinių medžiagų skaidymosi riziką.
Tiekimo temperatūra:Šildant pašarą, klampumas ir purškimo efektyvumas yra veikiami. Aukštesnė pašaro temperatūra paprastai sumažina klampumą, todėl galimas smulkesnis purškimas, o tai gali pagerinti miltelių vienodumą.
Tiekimo srautas:Didesni srautai sukuria didesnius lašelius ir padidina dalelių dydį; mažesni srautai duoda smulkesnius, sausesnius miltelius. Šis ryšys yra labai svarbus kontroliuojant tūrinį tankį ir tirpumą. Veiklos modeliai rodo, kad mažesnis srautas kartu su aukštesne įleidimo temperatūra nuolat tiekia miltelius su mažesniu drėgmės kiekiu ir smulkesne dalelių struktūra.
Atomizacijos efektai:Purkštuko arba purkštuvo pasirinkimas ir veikimo parametrai (slėgis, oro srautas, angos dydis) lemia lašelių dydžio pasiskirstymą, tiesiogiai paveikdami miltelių morfologiją ir atstatymo elgseną. Pavyzdžiui, rotaciniai diskiniai purkštuvai užtikrina tikslesnę dydžio kontrolę, pagerindami galutinio produkto tirpumą ir tekėjimą.
Parametrų sąveika:
- Klampumo mažinimas esant aukštesnei tiekimo temperatūrai arba purkštuvo, tinkamo konkretiems klampumo diapazonams, pasirinkimas pagerina lašelių susidarymą ir miltelių konsistenciją.
- Reguliuojant srauto greitį ir purškimo slėgį kartu su temperatūros nustatymais, galima pritaikyti miltelių kokybę specializuotoms reikmėms, pavyzdžiui, mažo fenilalanino kiekio arba praturtintiems pieno milteliams.
Optimizuojant parametrus naudojant atsako paviršiaus metodiką ir matematinį modeliavimą, gamintojai gali tiksliai suderinti pieno miltelių purškiamojo džiovinimo procesą. Gamybos linijos stebėjimas – naudojant maisto klampumo matuoklius arba pažangius jutiklius – leidžia atlikti koregavimus realiuoju laiku, užtikrinant aukštos kokybės, laisvai tekančius pieno miltelius, atitinkančius įvairius rinkos reikalavimus.
Sužinokite apie daugiau tankio matuoklių
Daugiau internetinių procesų matuoklių
Klampumo matavimo integravimas į pieno miltelių gamybos procesą
4.1Įterptinių (nuolatinių) ir neprisijungusių (paketinių) matavimų pranašumai
Klampos matavimas linijoje siūlo greitesnį atsako laiką nei tradiciniai neprisijungus arba laboratoriniai metodai. Šie realaus laiko rodmenys leidžia nedelsiant koreguoti proceso parametrus, tokius kaip pašarų koncentracija ar temperatūra, kurie yra labai svarbūs pieno miltelių gamybai. Linijoje esantis matavimas sumažina rankinį mėginių ėmimą, taip sumažinant žmogiškąsias klaidas ir užteršimo riziką. Nuolatinis stebėjimas geriau fiksuoja trumpalaikius proceso pokyčius, kurių dažnai nepastebima imant partijinius mėginius, todėl geriau suprantamas procesas ir geresnė produkto drėgmės, tekstūros ir konsistencijos kontrolė.
Papildomi privalumai:
- Pagerintas procesų efektyvumasSumažintas laboratorinių tyrimų rezultatų laukimo laikas reiškia didesnį našumą.
- Geresnė produkto kokybėTiesioginis grįžtamasis ryšys palaiko purškiamų džiovintų pieno miltelių kiekį norimame specifikacijų diapazone.
- Sumažinta operatoriaus intervencijaAutomatizavimas sumažina priklausomybę nuo rankinių patikrinimų ir įsikišimų.
- Minimizuota atrankos paklaidaIntegruoti įrenginiai įrašo patį procesą, o ne tik vieną partijos momentinę kopiją.
4.2Tipinės jutimo technologijos: maisto klampumo matuoklio pasirinkimas
Šiuolaikiniame pieno perdirbime paplitusios trys pagrindinės klampos matavimo technologijos:
Rotaciniai klampumo matuokliaiSkysčio pasipriešinimui nustatyti naudokite besisukančias dalis. Veiksmingas, bet linkęs užsiteršti ir reikalauja reguliarios priežiūros, ypač naudojant pieno koncentratus su dideliu sausųjų medžiagų kiekiu.
VibracijosKlampumo matuokliaiKlampos pokyčius galima matuoti stebint proceso skysčio slopinamąjį poveikį vibruojančiam elementui. Pavyzdžiui, „Lonnmeter“ maisto viskozometras pasižymi dideliu jautrumu – pagrindinėmis savybėmis pieno miltelių gamybos procese.
Akustiniai / ultragarso jutikliaiŠie bekontakčiai prietaisai perduoda ultragarso bangas per proceso skystį ir matuoja, kaip klampumas veikia bangų sklidimą. Jie teikia duomenis realiuoju laiku, yra mažiau linkę užsiteršti ir ypač tinka valymo vietoje (CIP) ir sterilizavimo vietoje (SIP) operacijoms.
Pagrindinės gero maisto klampumo matuoklio, skirto pieno miltelių gamybai, savybės:
- Higieniškas dizainas316 nerūdijantis plienas ir sanitarinės detalės užteršimui išvengti.
- CIP/SIP galimybėPalaiko kruopštų valymą arba sterilizavimą neišimant jutiklio.
- TvirtumasAtsparus didelio klampumo srautams, augalų keliamam triukšmui, vibracijai, minkštoms dalelėms, burbulams ir valymo cheminėms medžiagoms.
- Minimalios judančios dalysSumažina priežiūros poreikį, pagerina patikimumą ir sumažina matavimo poslinkį.
- Stipri koreliacija su laboratorinių tyrimų rezultataisUžtikrina pasitikėjimą procesų kontrole ir pieno miltelių kokybės kontrole.
4.3Geriausia integruotų klampumo matuoklių įrengimo ir priežiūros praktika
Įrengimas
- Jutiklius pastatykite gerai sumaišytose proceso linijos vietose, atokiau nuo negyvų zonų ar vietų, kuriose susidaro daug putų.
- Užtikrinkite, kad skaitiklis būtų prieinamas patikrinimui, bet apsaugotas nuo fizinių pažeidimų.
- Įmontuojamus jutiklius išdėstykite reprezentatyviuose srautuose, kad būtų galima tiksliai išmatuoti pieno klampumą.
Valymo ciklai
- Rinkitės skaitiklius, kurie yra visiškai suderinami su automatizuotomis CIP/SIP sistemomis, nes pieno produktai su dideliu kietųjų dalelių kiekiu yra linkę kauptis paviršiuje.
- Planuokite reguliarias jutiklių paviršių patikras ir valymą, ypač pieno miltelių purškimo džiovinimo technologijoje.
Kalibravimo grafikai
- Laikykitės gamyklinių kalibravimo protokolų ir saugokite išsamius kalibravimo sertifikatus.
- Patikrinkite kalibravimą lauke, kaip rekomenduojama – kai kurie įrenginiai palaiko greitus patikrinimus, naudodami NIST atsekamus standartus, arba leidžia keisti mastelį proceso metu.
- Įgyvendinti periodišką pieno produktų klampumo matuoklio veikimo peržiūrą, palyginti su laboratoriniais klampumo matavimais, siekiant užtikrinti nuolatinį tikslumą.
Bendroji priežiūra
- Rinkitės tvirtą, suvirintą konstrukciją, kuri atlaikytų atšiaurų valymą ir nuolatinį darbą.
- Atlikite reguliarius patikrinimus, ar nėra sankaupų, užsiteršimo ar mechaninio susidėvėjimo.
- Naudokite integruotas diagnostikos arba greito prijungimo sistemas, jei įmanoma, kad būtų lengviau atlikti techninę priežiūrą nesutrikdant gamybos.
Šią geriausią praktiką taikančios gamyklos pasiekia ilgesnį veikimo laiką, pastovią produkto kokybę ir sumažina rankinį įsikišimą visame pieno miltelių gamybos procese.
Produkto kokybės optimizavimas valdant klampumą
Klampumo įtaka miltelių savybėms: dalelių dydis, tekėjimas ir tirpumas
Klampumas tiesiogiai veikia pieno miltelių fizines savybes purškimo džiovinimo metu. Didesnis pašaro klampumas lemia didesnių dalelių susidarymą. Pavyzdžiui, padidinus sacharozės kiekį pieno pašaruose, dalelės tampa didesnės ir tankesnės, o didžiausi aglomeratai susidaro, kai sacharozės kiekis pasiekia 10 % (m/m). Tai sukuria labiau logaritminį normalųjį dalelių dydžio pasiskirstymą, kuris gali turėti įtakos tvarkymui ir tinkamumui naudoti vartotojams.
Takumas labai priklauso nuo pašaro dalelių dydžio ir klampumo. Didėjant pašaro klampumui, didėja ir vidutinis dalelių dydis, o tai paprastai pagerina miltelių takumą. Švarių etikečių takumo gerinimo priemonės, tokios kaip itin smulkūs pieno milteliai, remiasi kontroliuojamu pašaro klampumu, kad optimizuotų takumo charakteristikas, kurios yra labai svarbios pakavimui ir tolesniam apdorojimui.
Tirpumas kinta priklausomai nuo proceso parametrų, tokių kaip įleidžiamo oro temperatūra, kuriems savo ruožtu įtakos turi pašaro klampumas. Pieno milteliai, apdoroti aukštesnėje temperatūroje (pvz., 200 °C, palyginti su 150 °C), pasižymi iki 99,98 % tirpumo vertėmis. Tinkamas pašaro klampumo valdymas kartu su purškiamojo džiovinimo parametrų kontrole leidžia gauti pieno miltelius, kurie efektyviai tirpsta ir išlaiko norimas fizines savybes.
Klampumo rodmenų ir juslinių / maistinių savybių koreliacija
Tikslus klampumo matavimas užtikrina, kad pieno milteliai nuolat atitiktų juslinės ir maistinės kokybės standartus. Pašarų klampumas, nustatomas pagal baltymų, riebalų ir krakmolo kiekį arba modifikuotas ingredientų priedais, turi įtakos burnos pojūčiui, skoniui ir maistinių medžiagų išlaikymui viso pieno miltelių gamybos proceso metu.
Pašarų klampumo sumažėjimas, nesvarbu, ar dėl gedimo, ar dėl receptūros pakeitimo, gali lemti mažiau patrauklų burnos pojūtį ir sumažinti maistinę vertę. Pavyzdžiui, pieno pagrindu pagamintų gėrimų laikymas aukštesnėje temperatūroje sumažina klampumą, dėl to burnos pojūtis tampa mažiau kreminis ir sumažėja vartotojų priimtinumas. Ir atvirkščiai, šėrimo sistemų optimizavimas laktuojančioms karvėms (pvz., ganykloje šeriamoms) keičia pieno riebalų rūgščių profilius ir palaiko didesnį klampumą, o tai pagerina ir galiojimo laiką, ir skonį.
Ne karvių pienui, pavyzdžiui, kupranugarių pienui, purškimo džiovinimo metu reikalingas individualus klampumo valdymas, siekiant optimalaus purškimo. Padidėjęs bendras sausųjų medžiagų kiekis padidina klampumą, skatindamas geresnį miltelių susidarymą ir užtikrindamas, kad nišinėms reikmėms būtų išsaugotos juslinės ir maistinės savybės.
Pieno miltelių gamybos proceso kokybės gerinimas pasiekiamas tiksliai ir laiku matuojant klampumą. Naudojant maisto produktams skirtus „Lonnmeter“ klampumo matuoklius, pagerėja burnos pojūtis ir maksimaliai išlaikomos maistinės medžiagos, nes purškimo džiovinimo metu galima atlikti korekcijas realiuoju laiku.
Purškiamo džiovinimo būdu pagamintų pieno miltelių nuoseklumo užtikrinimas taikant proceso kontrolę
Statistinio proceso valdymo (SPC) sistemos, integruotos su nuolatiniu klampos matavimu, yra labai svarbios siekiant purškiamų džiovintų pieno miltelių konsistencijos. Akustiniai srauto matuokliai ir integruoti viskozimetrai teikia klampos duomenis realiuoju laiku, todėl galima nedelsiant koreguoti procesą.
SPC įrankiai, tokie kaip valdymo diagramos ir Pareto analizė, naudoja šiuos klampumo duomenis defektams nustatyti, pieno miltelių purškiamojo džiovinimo procesui stabilizuoti ir pajėgumams optimizuoti. Pavyzdžiui, klampumo stebėjimas kartu su kietųjų dalelių kiekiu pieno baltymų koncentrate užtikrina tikslią purškiamojo džiovinimo kontrolę, todėl sumažėja defektų ir pagerėja produkto vienodumas.
Šiuolaikinės pieno miltelių kokybės kontrolės sistemos (pvz., HACCP) vis dažniau apima SPC, pagrįstą klampumo rodmenimis, siekiant išlaikyti produkto standartus visame pieno miltelių gamybos procese. Šis duomenimis pagrįstas metodas užtikrina, kad tekumas, tirpumas ir juslinės savybės išliktų tikslinių specifikacijų ribose, taip apsaugant produkto kokybę dideliuose pieno produktų kiekiuose.
Trikčių šalinimas ir procesų optimizavimas naudojant klampumo duomenis
Dažni su klampumu susiję iššūkiai pieno purškiamojo džiovinimo procese
Klampumas yra labai svarbus kontroliuojant pieno miltelių gamybos procesą. Didelė pašaro klampa sutrikdo purškimą, todėl sunku gauti vienodo dydžio lašelius. Tai gali sukelti keletą proceso problemų:
Purkštukų užsikimšimas:Kai klampumas viršija tikslinę vertę, pašarams sunku praeiti pro purškimo antgalius. Dėl to dažnai užsikimšimai sumažėja, o tai sumažina eksploatavimo efektyvumą ir pailgina prastovas. Užsikimšimo riziką padeda sumažinti filtrų, skirtų didesnėms dalelėms pašalinti, įrengimas ir antgalių su didesniais laisvais praėjimais naudojimas. Būtina reguliariai valyti ir prižiūrėti, ypač apdorojant koncentruotus pašarus arba pašarus, kuriuose trūksta tinkamo homogenizavimo ar emulsinimo medžiagų.
Nevienoda miltelių kokybė:Padavimo klampumo pokyčiai keičia lašelių susidarymą purškimo metu. Didesnis klampumas paprastai sukuria didesnes miltelių daleles – jos gali būti tamsesnės spalvos ir turėti prastesnį dispersiškumą. Nors didesnės dalelės gali pagerinti tekėjimą ir drėkinamumą, per didelė aglomeracija gali paveikti miltelių tirpumą ir išvaizdą.
Prastas purškimas:Stabiliam purškimui reikalingas optimalus klampumas. Dėl nukrypimų lašelių dydžiai gali būti nevienodi, todėl sumažėja vienodų purškiamų džiovintų pieno miltelių išeiga. Purškimo slėgis ir purkštukų konstrukcija tiesiogiai veikia šių reiškinių valdymo galimybes.
Tirpumo problemos:Pašarų klampumas turi įtakos tam, kaip pieno sausosios dalelės sąveikauja džiovinimo metu. Nepakankamai susmulkintas pienas gali lemti prastą miltelių tirpumą, o tai gali paveikti galutinio produkto funkcionalumą, nesvarbu, ar tai būtų greito paruošimo pieno produktai, ar jų paruošimas.
Įterptųjų duomenų naudojimas greitam procesų koregavimui
Realaus laiko stebėjimas naudojant integruotus klampos matuoklius pakeičia pieno miltelių purškiamojo džiovinimo trikčių šalinimą. Integruoti viskozimetrai, tokie kaip „Hydramotion XL7“ ir akustiniai srauto matuokliai, nuolat pateikia tikslius pašaro klampos rodmenis, pienui tekant gamybos linija. Tai leidžia operatoriams nedelsiant reaguoti, jei klampa viršija nustatytus parametrus.
Proaktyvios intervencijos:Linijiniai rodmenys suteikia momentinį grįžtamąjį ryšį. Kai aptinkama anomalija, pavyzdžiui, didėjanti klampa, kuri gali reikšti purkštuko užsikimšimą, operatoriai gali reguliuoti purškimo slėgį arba modifikuoti tiekiamo mišinio sudėtį, kol problema dar nepaūmėjo. Automatinės valdymo platformos naudoja šiuos rodmenis, kad tiksliai sureguliuotų veikimo kintamuosius be rankinio įsikišimo, taip sumažindamos žmogiškųjų klaidų skaičių ir padidindamos našumą.
Proceso optimizavimas:Nuolatiniai duomenys leidžia dinamiškai valdyti pašarų koncentraciją, homogenizavimą ir temperatūrą, užtikrinant kokybę ir efektyvumą. Pavyzdžiui, jei po baltymų praturtinimo aptinkamas klampumo padidėjimas, proceso sąlygas galima modifikuoti, kad būtų atkurta atomizacijos kokybė ir užtikrintos nuoseklios purškiamų džiovintų pieno miltelių savybės.
Nuostoliai ir prastovų mažinimas:Greiti koregavimai, atliekami naudojant vidinius duomenis, lemia mažesnį partijų gedimų skaičių, mažesnį atliekų kiekį ir trumpesnius valymo ciklus. Integruotos sistemos taip pat palaiko įprastinį procesų patvirtinimą, o tai naudinga laikantis reglamentų ir maisto saugos reikalavimų.
Efektyvios pieno miltelių gamybos darbo eigos rekomendacijos
Norint efektyviai integruoti klampumo duomenis į pieno miltelių gamybos procesą, reikia sinergetinio darbo eigos planavimo. Pagrindinės rekomendacijos:
Automatizuotas duomenų integravimas:Maisto klampumo matuokliai turėtų būti tiesiogiai prijungti prie paskirstytų valdymo sistemų (DCS) ir operatoriaus prietaisų skydelių. Pavyzdžiui, gamyklos, naudojančios internetinius „Hydramotion“ viskozimetrus arba akustinius „FLOWave“ srauto matuoklius, užtikrina sklandų, realaus laiko proceso stebėjimą, automatiškai inicijuodami korekcinius veiksmus, kai viršijamos ribos.
Operatoriaus prietaisų skydai:Patogiose naudotojui skirtose prietaisų skydelėse rodomi dabartiniai pieno produktų klampumo matavimai kartu su kitais svarbiais proceso kintamaisiais (pašarų kietosiomis dalelėmis, temperatūra, purškimo slėgiu). Tai leidžia greitai interpretuoti duomenis ir įsikišti, kai iškyla problemų, taip palaikant efektyvius pieno miltelių gamybos proceso darbo eigą.
Standartinės veiklos procedūros (SOP):SOP turi aiškiai apibrėžti klampumo bandymus pieno perdirbimo procese, apimant kalibravimo, priežiūros ir korekcinių veiksmų protokolus. Dokumentuose turėtų būti išsamiai aprašyta, kaip matuoti klampumą maisto produktų gamybos linijoje, optimalūs diapazonai skirtingoms pieno miltelių purškimo džiovinimo technologijoms ir reagavimo planai nukrypimų atveju. Integracija su elektroniniais partijų įrašais užtikrina atsekamumą ir proceso patvirtinimą.
Procesų automatizavimo platformos:Pažangios sistemos (pvz., „SpiraTec“) naudoja klampumo duomenis, kad optimizuotų pieno miltelių purškimą džiovinant. Automatizavimo platformos užtikrina nuoseklią gamybą, maksimalią išeigą ir kokybės palaikymą su minimaliu operatoriaus įsikišimu. Realaus laiko procesų valdymo algoritmai koreguoja padavimo greitį, džiovyklės temperatūrą ir purkštuvo nustatymus pagal pieno klampumo rodmenis.
Nuolatinis kokybės vertinimas:Pieno produktų klampumo matavimas gamybos linijoje padeda kontroliuoti pieno miltelių kokybę, užtikrinant, kad kiekviena partija atitiktų produkto specifikacijas dėl dalelių dydžio, tirpumo ir takumo. Automatinės įspėjimų ir ataskaitų teikimo sistemos supaprastina trikčių šalinimą ir padeda išvengti brangaus produkto kokybės pabloginimo.
Apibendrinant galima teigti, kad klampos duomenų, gautų iš maisto klampos matuoklių ir integruotų jutiklių, integravimas į procesų automatizavimą ir operatorių darbo eigas yra būtinas efektyviai ir aukštos kokybės purškiant džiovintų pieno miltelių gamybai. Šis metodas padeda anksti aptikti problemas, greitai į jas reaguoti ir tvariai optimizuoti procesą visame pieno miltelių gamybos procese.
Kokybės užtikrinimas ir maisto saugos aspektai
7.1 Klampumo stebėjimo vaidmuo laikantis reglamentų
Gamybos linijos klampumo stebėjimas atlieka labai svarbų vaidmenį laikantis maisto saugos reikalavimų visame pieno miltelių gamybos procese. Integruodami maisto klampumo matuoklius tiesiai į nepertraukiamas operacijas, tokias kaip pieno miltelių purškiamojo džiovinimo technologija, gamintojai pasiekia automatinius, patikimus ir atsekamus tokių parametrų kaip pieno klampumas, bendras sausųjų medžiagų kiekis ir baltymų kiekis matavimus. Šiuolaikinės procesų analizės technologijos (PAT), įskaitant integruotus akustinius srauto matuoklius, leidžia realiuoju laiku dokumentuoti kiekvieną gamybos partiją, pateikdamos auditui paruoštą skaitmeninį taką, susietą su proceso sąlygomis ir sprendimais.
Pagrindiniai atitikties privalumai:
- Nedelsiamas proceso nukrypimų aptikimas, padedantis imtis taisomųjų veiksmų prieš pagaminant neatitinkantį produktų.
- Automatinis pieno produktų klampumo matavimo duomenų registravimas, atitinkantis HACCP ir FSMA reglamentų dokumentacijos poreikius.
- Pagerintas atsekamumas, leidžiantis gamintojams sekti ir tikrinti pieno miltelių kokybės kontrolę iki konkretaus gamybos laiko ir sąlygų.
Įgalinant duomenų analizę partijomis, klampos stebėjimas gamybos linijoje supaprastina reagavimą į kokybės nuokrypius ir padeda greičiau nustatyti priežastis, pagerindamas atitiktį reglamentams ir atšaukimų valdymą.
7.2 Maisto klampumo matuoklių valymas, kalibravimas ir higiena
Pieno miltelių gamybos procese naudojamiems klampumo matuokliams reikalingas kruopštus valymas ir kalibravimas, siekiant užtikrinti matavimo patikimumą ir produkto saugą. Valymo vietoje (CIP) protokolai yra standartiniai: įranga valoma jos neišmontuojant, paprastai naudojant automatinius ciklus, kurie apima išankstinį skalavimą, plovimą plovikliu, skalavimą karštu vandeniu ir rūgštimi bei galutinį praplovimą esant nurodytai temperatūrai ir srauto greičiui.
Geriausia CIP praktika pieno ūkyje:
- Valymo ciklų planavimas remiantis dokumentuotais rizikos vertinimais ir gamintojo gairėmis, siekiant kuo labiau sumažinti kryžminę taršą tarp pieno purškiamojo džiovinimo proceso partijų.
- Valymo efektyvumo patvirtinimas periodiškai imant mikrobiologinius mėginius, užtikrinant atitiktį maisto saugos standartams, tokiems kaip 3-A sanitariniai standartai.
Kalibravimas yra ne mažiau svarbus. Patikimiems maisto klampumo matuokliams reikalingas reguliarus, dokumentuotas kalibravimas pagal pramonės standartus:
- Kalibravimas turėtų būti atliekamas nustatytais intervalais ir po proceso pakeitimų, siekiant išlaikyti klampumo bandymų tikslumą pieno perdirbimo procese.
- Sanitariniai jutiklių dizainai, trumpi ir lengvai valomi, padeda užtikrinti higienišką veikimą ir tinkamą kalibravimą.
- Kalibravimo įrašai turi būti saugomi ir prieinami reguliavimo auditams, siekiant įrodyti nuolatinę atitiktį reikalavimams.
Įprastinės priežiūros metu taip pat turėtų būti patikrinta ir pakeista sandarinimo tarpinė ir tarpinės, siekiant išvengti kaupimosi, kuris galėtų paveikti klampos rodmenis arba įnešti patogenų. Integracija su automatizavimo sistemomis gali padėti aptikti klaidas ir greitai pranešti apie pažeidimus, taip padedant valdyti pieno miltelių gamybos proceso riziką. Planinio valymo, kalibravimo ir higieniško projektavimo derinys yra pagrindas nuosekliam, reikalavimus atitinkančiam pieno miltelių purškiamajam džiovinimui ir aukštos kokybės purškiamojo džiovinimo pieno miltelių gamybai.
Dažnai užduodami klausimai (DUK)
1. Kokia klampumo svarba pieno miltelių gamybos procese?
Klampumas reguliuoja pieno elgseną svarbių etapų, tokių kaip garinimas ir purškiamasis džiovinimas, metu. Jis lemia, kaip lengvai pienas teka ir atomizuojasi, tiesiogiai paveikdamas galutinių miltelių dalelių dydį, tirpumą ir dispersiškumą. Prasta klampumo kontrolė gali lemti netolygias miltelių savybes, sumažėjusį derlių ir nepastovią kokybę. Pavyzdžiui, didelis klampumas padidina aglomeraciją purškiamuosiuose džiovintuvuose, o tai turi įtakos miltelių struktūrai ir tirpumui. Tinkamas klampumo valdymas lemia patikimas juslines ir maistines savybes purškiamuosiuose džiovintuose pieno milteliuose.
2. Kaip maisto klampumo matuoklis pagerina pieno purškiamojo džiovinimo procesą?
Maisto klampumo matuoklis, pvz., integruotas akustinis srauto matuoklis arba rotacinis viskozimetras, užtikrina nuolatinį, realaus laiko klampumo matavimą proceso sraute. Tai leidžia gauti tiesioginį grįžtamąjį ryšį ir automatiškai reguliuoti pašarų sudėtį arba proceso nustatymus. Jei pieno klampumas nukrypsta nuo optimalaus, sistema gali nedelsdama pakoreguoti kietųjų dalelių koncentraciją arba temperatūrą, išlaikydama pastovias miltelių savybes ir sumažindama medžiagų atliekas. Gyvų augalų tyrimai rodo, kad tokie prietaisai sumažina derliaus nuostolius ir padidina energijos vartojimo efektyvumą pieno miltelių purškimo džiovinimo metu.
3. Kokie veiksniai turi įtakos pieno klampumui prieš purškiamąjį džiovinimą?
Pieno klampumą lemia keli veiksniai:
- Temperatūra:Aukštesnė pieno temperatūra mažina klampumą; pasterizacijos sąlygos turi įtakos baltymų struktūrai ir stabilumui.
- Baltymų ir riebalų koncentracija:Didesnis baltymų ir bendro sausųjų medžiagų kiekis padidina klampumą, todėl emulsijos savybės tampa ryškesnės.
- Homogenizacijos lygis:Intensyvesnis homogenizavimas sumažina riebalų lašelių dydį, stabilizuoja emulsijas ir mažina klampumą.
- Papildomi ingredientai:Pridėti stabilizatoriai, cukrūs ar mineralai gali pakeisti klampumą ir emulsijos savybes.
Šių kintamųjų valdymas užtikrina, kad pieno tiekimas purškiamajame džiovintuve tekėtų ir atomizuotųsi nuspėjamai, taip palaikant stabilų miltelių, turinčių norimas fizines savybes, susidarymą.
4. Kokio tipo integruoti klampumo matuokliai geriausiai tinka pieno pramonei?
Optimalūs pieno miltelių gamybos klampumo matuokliai yra šie:
- Rotaciniai viskozimetrai:Tiesiogiai matuoja pasipriešinimą sukimuisi; tvirtas, tinkamas įvairioms pieno koncentracijoms. Turi būti tinkamas maistui ir suderinamas su valymo vietoje (CIP) arba sterilizavimo vietoje (SIP) procesais.
- Vibraciniai (akustiniai) viskozimetrai:Naudokite vibraciją arba garso bangas klampumo pokyčiams aptikti; efektyvu sekant neniutoninius skysčius, tokius kaip pieno baltymų koncentratai.
- Koriolio srauto matuokliai:Klampumo nustatymas pagal svyravimų ir srauto duomenis; įrodyta, kad užtikrina patikimus, nuolatinius matavimus pieno produktų srautuose.
Pramoninės klasės internetiniai viskozimetrai, sukurti atsparūs CIP/SIP ir pagaminti taip, kad atlaikytų pieno produktų užsiteršimą, yra labai svarbūs tiksliam ir lengvai prižiūrimam naudojimui pieno miltelių purškimo džiovinimo procesuose.
5. Kodėl pieno miltelių gamyboje klampumo matavimas linijoje yra geresnis nei neprisijungus atliekami metodai?
Klampos matavimas linijoje užtikrina nepertraukiamą stebėjimą realiuoju laiku, o neprisijungus taikomi metodai remiasi periodiniu rankiniu mėginių ėmimu ir laboratorine analize. Realaus laiko metodas leidžia nedelsiant reaguoti į proceso svyravimus, užtikrinant stabilią kokybę ir užkertant kelią neatitinkančių partijų susidarymui. Tai taip pat sumažina prastovas, sumažina išteklių švaistymą ir palaiko optimalią proceso kontrolę – tai yra pagrindiniai privalumai, lemiantys pieno miltelių gamybos efektyvumą ir atitiktį reikalavimams. Linijoje taikomi metodai atitinka laboratorinį tikslumą, tačiau suteikia didesnę pramoninę vertę, ypač nepertraukiamuose procesuose, tokiuose kaip purškiamasis džiovinimas.
