Закономерности формирования молочной пены в присутствии лактозы Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

стей, вызывающих их высокую турбулизацию. Для достижения эффекта полного взаимодействия между компонентами газожидкостной системы необходимо единичный объем жидкой фазы подвергнуть многократной обработке в активной зоне РПА. Для этого в ступице ротора 11 выполнены отверстия, обеспечивающие интенсивную циркуляцию смешиваемой массы в рабочей полости.

В качестве исследуемого образца использовали восстановленное обезжиренное молоко, обладающее высокой пенообразующей способностью. Способность к пенообразованию зависит от многих факторов, одним из которых является кислотность среды. Массы, содержащие белок, проявляют максимальную пенообразующую способность в изоэлектрической точке (ИЭТ), которая соответствует рН ниже 7, для молочных белков 4,58-4,60. В восстановленное молоко вносили различное количество лимонной кислоты для изучения влияния рН среды на изменение пенообразующих свойств при аэрировании в РПА (рис. 2). При увеличении pH увеличивалась плотность получаемой пены (рис. 2, а) и уменьшалась ее устойчивость (рис. 2, б). Следовательно, пенообразующие свойства молока при снижении рН улучшаются.

На втором этапе исследовали влияние конструктивных и режимных параметров аппарата на пенообразующие свойства восстановленного обезжиренного молока с массовой долей белка 2,8%.

В результате получены регрессионные зависимости, характеризующие степень влияния величины зазора между ротором и статором х, частоты вращения у

на динамику изменения пенообразующей способности продукта.

Зависимость плотности пены 2\ от у и х описывается следующим уравнением:

2! = 302,8389 + 35,2217 х + 6,1233 у - 6,7883 х2 +

+ 25,3025 ху + 1,5867 у2.

Анализ показывает, что при увеличении х от 0,1 до 0,5 мм и у от 1000 до 3000 об/мин 21 повышается.

Зависимость степени взбитости молока 22 от у и х описывает регрессионное уравнение вида

¿2 = 66,9333 + 4,5 х - 2,1333 у - 5,9 х2 - 4,5 ху - 5,8 у2.

Анализируя данное уравнение, можно сделать вы -вод, что в результате увеличения у от 1000 до 3000 об/мин и уменьшения х от 0,5 до 0,1 мм ¿2 увеличивается.

Зависимость времени разрушения пены 23 от у и х описывается регрессионным уравнением

¿3 = 33,8 + 42,1667 х + 4,95 у + 32,8 х2 +

+ 14,75 ху - 6,15 у-2,

из которого видно, что при увеличении х от 0,1 до 0,5 мм и увеличении у от 1000 до 3000 об/мин 23 возрастает.

В дальнейших исследованиях целесообразно рас -смотреть пенообразующие свойства сквашенных продуктов, которые могут проявить высокую степень пе-нообразования за счет низкой активной кислотности.

Кафедра технологии молока и молочных продуктов Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств

Поступила 12.04.05 г.

[637.12:66.069.85] :612.396.14

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ МОЛОЧНОЙ ПЕНЫ В ПРИСУТСТВИИ ЛАКТОЗЫ

Т.Л. ОСТРОУМОВА, А.Ю. ПРОСЕКОВ

Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности Кемеровский технологический институт пищевой промышленности

Углеводы молока в основном представлены лактозой и небольшим содержанием моносахаров - глюкозы, фруктозы. Лактоза существует в молоке в виде двух изомерных форм - а- и Р-лактозы, которые различаются пространственным расположением гидроксильной группы у первого атома углерода молекулы глюкозы. Это определяет некоторые различия в их свойствах. Доказано, что молоко обладает пенообразующей активностью, свойства образовывать дисперсные системы зависят от различных технологических факторов, в том числе от состава и свойств молока. Цель работы - определить роль лактозы в формировании молочных пен. Влияние массовой доли (МД) лактозы на пенообразующую способность (ПОС) молока

при различных температурах показано на рис. 1 (кривые, °С: 1 - 1-2; 2 - 20 ± 1; 3 - 40 ± 1; 4 - 50 ± 1).

Полученные результаты свидетельствуют об отрицательном влиянии лактозы на ПОС молока, возможно, вследствие повышения поверхностного натяжения

МД лактозы, %

Рис. 1

о'

I

€

£ I

МД лактозы, %

Рис. 2

последнего. Растворы, содержащие лактозу, не являются истинными ньютоновскими жидкостями и уже при небольшом напряжении сдвига обнаруживают структуру. Это связано с гидратацией молекул лактозы в растворе. С повышением ее концентрации степень гидратации молекул веществ, отвечающих за формирование молочных пен, снижается, что усиливает меж-молекулярное взаимодействие, которое и определяет истинную вязкость раствора.

При среднем содержании лактозы в молоке 4,6-4,8% колебания ПОС незначительны (максимальное составило 5,3%). С повышением концентрации лактозы устойчивость пен возрастает (рис. 2).

Установленная закономерность обусловлена зависимостью некоторых свойств молока, в частности поверхностного натяжения на границе фаз о, от массовой доли лактозы. Проведенные исследования показали, что с увеличением последней с 4,0 до 5,4% о возрастает с 49 ■ 10-3 до 54,5 ■ 10-3 Н/м.

С повышением температуры молока Т значения поверхностного натяжения уменьшаются. Полученная зависимость носит линейный характер. Увеличение температуры на 10-15°С приводит к уменьшению поверхностного натяжения на 14,9-18,6%.

Известно, что увеличение поверхностного натяжения затрудняет процесс формирования пенообразных масс, следовательно, меньшая межфазная поверхность является причиной повышения устойчивости пенных пленок.

Было исследовано также влияние молочного сахара на процесс пенообразования сыворотки. Установлено, что лактоза снижает значения ее ПОС (таблица). Увеличение МД лактозы на 8,3% уменьшает ПОС сыворотки на 12,3%. При этом повышаются значения показателя устойчивости пены (максимальное увеличение 27,9%).

Таблица

МД лактозы, %

Пенообразующие свойства сыворотки

ПОС, %

Устойчивость пены, %

4.4

4.5

4.6

4.7

4.8

471 ± 22,7 450 ± 21,3 436 ± 20,8 421 ± 19,2 413 ± 18,7

62 ± 3,1 69 ± 3,3 74 ± 3,7 79 ± 3,8 86 ± 4,3

Подобная роль лактозы в пенообразовании связана с ее гидрофильными и поверхностными свойствами, обусловливающими ее взаимодействие с другими компонентами молочных жидкостей, а также особенностью ее влияния на формирование межфазных пенных пленок. В целом влияние лактозы на пенообразо-вание необходимо оценивать в совокупности с температурой, поскольку эти два фактора оказывают противоположное воздействие на поверхностное натяжение, которое, в свою очередь, играет важную роль в поверхностных явлениях на границе жидкость-газ.

Кафедра технологии молока и молочных продуктов

Поступила 28.02.05 г.

66.047.+66.069.83

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШКЕ

М.Н. ГАМРЕКЕЛИ

Уральский государственный лесотехнический университет

Распылительная сушка широко применяется в пищевой промышленности, в частности при производстве молочных продуктов, таких как цельное и обезжиренное молоко, заменители молока и молочный белок - казеинат натрия. Используемые в настоящее время аппаратурно-технологические схемы, конструкторские решения и параметры режимов при эксплуатации установок во многих случаях приводят к неоправданно высоким затратам тепла и электроэнергии и потерям продуктов. В то же время учет вопросов организации технологического процесса и выбора параметров рабо-

чего режима при модернизации действующего оборудования позволит значительно улучшить его технико-экономические показатели.

Для оптимизации распылительной сушки необходимо установить факторы, способствующие повышению эффективности процесса.

Известно, что повышение температуры на входе в сушильную камеру от 135 до 650°С при одной и той же конечной температуре 85°С в одностадийном процессе приводит к увеличению термического к.п.д. от 43,5 до 89,5% [1] или даже до 85-95% [2].

Переход на двухстадийную схему даже при сред -них температурах на первой стадии сушки приводит к снижению энергозатрат [3]. Двухстадийный процесс