Τί είναι ο Ομογενοποιός γάλακτος? Πώς λειτουργεί ο Ομογενοποιός γάλακτος? Τί είναι η Ομογενοποίηση του γάλακτος?
Ομογενοποιός γάλακτος – Εισαγωγή στην Διεργασία της Ομογενοποίησης
Η ομογενοποίηση (homogenisation) αποτελεί μια σημαντική διεργασία, για την επεξεργασία, του γάλακτος.
Δείτε: Όλα όσα πρέπει να ξέρετε για το ομογενοποιημένο γάλα
Η ομογενοποίηση, του γάλακτος, γίνεται με μηχανικό τρόπο.
Η συσκευή, η οποία χρησιμοποιείται, για την ομογενοποίηση του γάλακτος, είναι ο Ομογενοποιός, ή Ομογενοποιητής (Homogeniser / Homogenizer).
Για να δούμε, εν τάχει, το τί κάνει ο Ομογενοποιός.
Το γάλα εισέρχεται στον Ομογενοποιό.
Αυτό, το γάλα αναγκάζεται να περάσει, μέσα από μία στενή δίοδο, με μεγάλη ταχύτητα.
Με τον τρόπο αυτό, τα αρχικά λιποσφαίρια, του γάλακτος, τεμαχίζονται, και έτσι, δημιουργούνται πολύ περισσότερα, αλλά, και, πολύ μικρότερα λιποσφαίρια.
Στη συνέχεια, αυτά, τα νέα λιποσφαίρια διασπείρονται στο γάλα.
Ωραία, αλλά, τί είναι αυτό, το οποίο εμποδίζει, αυτά, τα νεοδημιουργηθέντα λιποσφαίρια να συσσωματωθούν ξανά?
Ομογενοποιητής Γάλακτος και Ομογενοποίηση του γάλακτος
Με την ομογενοποίηση δημιουργούνται νέα λιποσφαίρια, στο γάλα – Αυτά, τα λιποσφαίρια αποκτούν και ”νέα” μεμβράνη”
Τα νέα λιποσφαίρια, του ομογενοποιημένου, πλέον, γάλακτος, προέκυψαν από τον τεμαχισμό, των λιποσφαιρίων, του αρχικού γάλακτος, το οποίο ήταν ΜΗ ομογενοποιημένο.
Κατά την διαδικασία του τεμαχισμού, αυτά, τα νέα λιποσφαίρια, αποκτούν, μια νέα μεμβράνη, στο εξωτερικό τους.
Αυτή, η νέα μεμβράνη, η οποία αποτελείται, εν μέρη, από καζεΐνες και από οροπρωτεΐνες.
Δείτε: Ποιές είναι οι Μ Ο Ν Α Δ Ι Κ Ε Σ πρωτεΐνες γάλακτος?
Αυτή, η νέα μεμβράνη, αλλάζει την φυσικοχημική συμπεριφορά, των λιποσφαιρίων, και, έτσι,
αυτή, η νέα μεμβράνη, δεν αφήνει, αυτά, τα λιποσφαίρια, του γάλακτος, να συσσωματωθούν μεταξύ τους.
Ομογενοποιός γάλακτος και Ομογενοποίηση του γάλακτος
Ποιά είναι τα βασικά χαρακτηριστικά της Ομογενοποίησης του γάλακτος?
Ένας Ομογενοποιός θα πρέπει να εξασφαλίζει την αποτελεσματική ομογενοποίηση, του γάλακτος.
Η αποτελεσματική ομογενοποίηση, του γάλακτος, θα καθορισθεί από:
–1. το μέγεθος, των τεμαχισμένων λιποσφαιρίων, και,
–2. την διασπορά, των τεμαχισμένων λιποσφαιρίων
Εμείς ζητάμε έναν Ομογενοποιό, ο οποίος θα επιτύχει, την δημιουργία λιποσφαιρίων, τα οποία θα έχουν μικρό μέγεθος, και,
Εμείς ζητάμε έναν Ομογενοποιό, ο οποίος θα επιτύχει,την αποτελεσματική διασπορά, αυτών, των λιποσφαιρίων στο γάλα.
Γενικά, η αποτελεσματική ομογενοποίηση, του γάλακτος, εξαρτάται από,
α) την περιεκτικότητα, του γάλακτος, σε λίπος, και,
β) την θερμοκρασία, του γάλακτος, κατά την ομογενοποίηση
Ομογενοποιός γάλακτος και Ομογενοποίηση του γάλακτος
Ποιός είναι ο ρόλος της λιποπεριεκτικότητας του γάλακτος?
Εμείς είπαμε, ότι κατά την ομογενοποίηση, τα τεμαχισμένα λιποσφαίρια, του γάλακτος, αποκτούν νέα μεμβράνη, η οποία εμποδίζει, αυτά, τα λιποσφαίρια να συσσωματωθούν μεταξύ τους.
Άρα, μια αποτελεσματική ομογενοποίηση, εκείνου του γάλακτος, το οποίο έχει υψηλή λιποπεριεκτικότητα, απαιτεί, και μια αντίστοιχη, υψηλή περιεκτικότητα, αυτού, του γάλακτος, σε καζεΐνες και πρωτεΐνες ορού.
Επίσης, μια αποτελεσματική ομογενοποίηση απαιτεί, ο λόγος καζεΐνης προς λίπος, (Καζεΐνη/Λίπος), του γάλακτος, να είναι υψηλός.
Απαιτούνται, περίπου, 0.2 g καζεΐνης ανά 1 g λίπους γάλακτος.
Για παράδειγμα, μια κρέμα γάλακτος, με περιεκτικότητα σε λιπαρά, άνω του 12%, δεν μπορεί να ομογενοποιηθεί αποτελεσματικά, στην συνήθη υψηλή πίεση (35bar).
Πράγματι, στην περίπτωση, αυτή, τα λιποσφαίρια, του γάλακτος, σχηματίζουν συσσωματώματα (clusters), και η ομογενοποίηση είναι μη αποτελεσματική.
Αυτό, βέβαια, συμβαίνει, λόγω έλλειψης επαρκούς ποσότητας της καζεΐνης, ως υλικού στην νεοσχηματισθείσα μεμβράνη.
Να επισημάνουμε, επίσης, ότι η ομογενοποίηση δεν είναι αποτελεσματική, και στην περίπτωση, κατά την οποία, η λιποπεριεκτικότητα, του γάλακτος, είναι χαμηλή.
Ομογενοποιός γάλακτος – Ο ρόλος της θερμοκρασίας του γάλακτος
Η επεξεργασία, του γάλακτος, σε θερμοκρασίες, οι οποίες ευνοούν την μερική στερεοποίηση της λιπαρής φάσης, (δηλ. 30 με 35°C), οδηγεί σε μη αποτελεσματική διασπορά των τεμαχισμένων λιποσφαιρίων.
Φυσικά, η ομογενοποίηση, ενός ψυχρού γάλακτος, είναι ουσιαστικά αναποτελεσματική.
Γενικά, η διασπορά, των τεμαχισμένων λιποσφαιρίων, αυξάνεται, όσο αυξάνεται η θερμοκρασία της ομογενοποίησης.
Η διασπορά, των τεμαχισμένων λιποσφαιρίων, σε υψηλότερες θερμοκρασίες, αυξάνεται, όσο μειώνεται το ιξώδες του γάλακτος.
Οι θερμοκρασίες, της ομογενοποίησης, οι οποίες εφαρμόζονται, υπό κανονικές συνθήκες, είναι 60 με 70°C, και η πίεση, της ομογενοποίησης, είναι, μεταξύ, των 10 και των 25 MPa (100 – 250 bar), ανάλογα, με το γαλακτοκομικό προϊόν, το οποίο, εμείς θέλουμε να παρασκευάσουμε.
Ομογενοποιός γάλακτος – Ομογενοποίηση ενός σταδίου και δύο σταδίων
Όταν, υπάρχει, μόνον, μία συσκευή ομογενοποίησης, τότε, η διεργασία ονομάζεται ομογενοποίηση ενός σταδίου.
Όταν, υπάρχουν δύο συσκευές συνδεδεμένες, σε σειρά, τότε, η διεργασία ονομάζεται ομογενοποίηση δύο σταδίων.
Στην ομογενοποίηση ενός σταδίου, μετράται η συνολική πίεση ομογενοποίησης, πριν από το πρώτο στάδιο, Ρ1.
Επιπλέον, στην ομογενοποίηση, των δύο σταδίων, μετράται και η πίεση, της ομογενοποίησης στο δεύτερο στάδιο, Ρ2.
Συνήθως, η μέθοδος, των δύο σταδίων επιλέγεται για την επίτευξη της βέλτιστης αποδοτικότητας.
Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται, όταν, η σχέση Ρ1/Ρ2 είναι, περίπου, 5.0.
Για παράδειγμα, στο 1ο στάδιο ομογενοποίησης, η πίεση μπορεί να είναι 180 bar, και, στο 2ο στάδιο ομογενοποίησης, η πίεση μπορεί να είναι 35 bar.
Η ομογενοποίηση ενός σταδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ομογενοποίηση προϊόντων, τα οποία απαιτούν υψηλό ιξώδες.
Για παράδειγμα, η ομογενοποίηση του ενός σταδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ομογενοποίηση γαλακτοκομικών προϊόντων, όπως, είναι τα ζυμωμένα γάλατα, (το ξινόγαλα, το κεφίρ, κ.α.).
Η ομογενοποίηση δύο σταδίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ομογενοποίηση:
1) προϊόντων με υψηλή λιποπεριεκτικότητα, (για παράδειγμα κρέμα γάλακτος, γιαούρτι)
2) προϊόντων στα οποία, εμείς ζητούμε υψηλή αποτελεσματικότητα ομογενοποίησης.
Η ομογενοποίηση, του γάλακτος, πραγματοποιείται πάντα στο πρώτο στάδιο.
Το δεύτερο στάδιο της ομογενοποίησης εξυπηρετεί, βασικά, δύο σκοπούς:
1) Παρέχει σταθερή και ελεγχόμενη αντίθλιψη στο πρώτο στάδιο.
Με τον τρόπο, αυτό, το 2ο στάδιο βελτιώνει τις συνθήκες της ομογενοποίησης.
2) Διασπείρει τα συσσωματώματα (clusters), των λιποσφαιρίων, τα οποία σχηματίζονται αμέσως μετά την ομογενοποίηση.
Το πλάτος, του διακένου, στην βαλβίδα είναι, περίπου, 0.1 mm ή 100 φορές το μέγεθος, των λιποσφαιρίων, του ομογενοποιημένου γάλακτος.
Η ταχύτητα, του γάλακτος, είναι, κανονικά, 100 με 400 m/s, στο στενό δακτυλιοειδές διάκενο, και η ομογενοποίηση, λαμβάνει χώρα, σε 10 με 15 μsecs. (1μsec = 10-6 δευτερόλεπτα).
Ομογενοποιός γάλακτος – Η αντλία υψηλής πίεσης
Η ομογενοποίηση, η οποία θα χαρακτηρίζεται από μια υψηλής αποδοτικότητα, απαιτεί και έναν Ομογενοποιητή υψηλής πίεσης.
Το γάλα εισέρχεται στο σύστημα, της αντλίας, και, ακολούθως, αυτό, το γάλα, συμπιέζεται από την αντλία εμβόλου.
Ρ1 ονομάζεται, πάντοτε, η πίεση εισόδου στην 1η βαλβίδα ομογενοποίησης.
Δηλαδή, η Ρ1 είναι η πίεση με την οποία στέλνουν τα έμβολα το γάλα, στο 1ο στάδιο.
P2 είναι η αντίθλιψη του 1ου σταδίου ή η πίεση εισόδου στο 2ο στάδιο.
Η αντλία του εμβόλου παίρνει κίνηση από έναν ισχυρό ηλεκτροκινητήρα, μέσω ενός στροφαλοφόρου άξονα, και ενός κιβωτίου σύνδεσης.
Έτσι, η περιστροφική κίνηση του κινητήρα, μετατρέπεται στην περιστροφική κίνηση του κινητήρα, στην παλινδρομική κίνηση, των εμβόλων της αντλίας.
Δείτε το βίντεο
Τα έμβολα, κινούνται, μέσα σε κυλίνδρους, σε ένα σύστημα υψηλής πίεσης.
Αυτά, τα έμβολα είναι κατασκευασμένα από πολύ ανθεκτικά υλικά.
Το σύστημα ψύξης χρησιμοποιεί νερό ή άλλο, κατάλληλο ρευστό, όταν, ο Ομογενοποιός λειτουργεί υπό ασηπτικές συνθήκες.
Η αντλία εμβόλου αυξάνει την πίεση του γάλακτος, από περίπου 300 kPa, (3 bar) σε μια πίεση ομογενοποίησης, 10 – 25 MPa (100 – 250 bar).
Η πίεση, του λαδιού, στο υδραυλικό έμβολο και η πίεση, της ομογενοποίησης, είναι σε ισορροπία μεταξύ τους.
Ο Ομογενοποιός είναι εξοπλισμένος με ένα συνηθισμένο δοχείο λαδιού, ανεξάρτητα, του εάν, αυτός, ομογενοποιός έχει ένα, ή δύο στάδια ομογενοποίησης.
Ωστόσο, στον Ομογενοποιό, των δύο σταδίων, υπάρχουν δύο συστήματα λαδιού.
Το καθένα σύστημα, του λαδιού, έχει την δική του αντλία.
Έτσι, κάθε φορά, κατά την οποία, εμείς αλλάζουμε την πίεση του λαδιού, τότε, την ίδια στιγμή, εμείς αλλάζουμε και την πίεση της ομογενοποίησης.
Με τον τρόπο αυτό, εμείς εφαρμόζουμε την επιθυμητή πίεση ομογενοποίησης.
Η πίεση, αυτή, αναγράφεται στον μετρητή υψηλής πίεσης.
Ομογενοποιός γάλακτος – Πλήρης ομογενοποίηση της ροής γάλακτος
Η πλήρης, ή, η ολική ομογενοποίηση της ροής, του γάλακτος, είναι η πιο συνηθισμένη μορφή ομογενοποίησης.
Αυτού, του είδους, η ομογενοποίηση εφαρμόζεται στο γάλα, το οποίο προορίζεται για την παρασκευή των ρευστών ζυμωμένων γαλακτοκομικών προϊόντων, (ξινόγαλα, κεφίρ, κ.α.).
Πριν από την ομογενοποίηση, γίνεται τυποποίηση, στην λιποπεριεκτικότητα, του γάλακτος.
Δείτε: 7 πράγματα πού πρέπει οπωσδήποτε να ξέρω για την τυποποίηση του γάλακτος
Ομογενοποιός γάλακτος – Μερική ομογενοποίηση της ροής γάλακτος
Μερική ομογενοποίηση, της ροής, σημαίνει ότι η κύρια ποσότητα του άπαχου γάλακτος δεν ομογενοποιείται.
Αλλά, ομογενοποιείται, μόνον, η κρέμα, μαζί με ένα μικρό ποσοστό, του άπαχου γάλακτος.
Αυτή η μορφή ομογενοποίησης εφαρμόζεται κυρίως στο παστεριωμένο γάλα της αγοράς.
Ο βασικός λόγος, για τον οποίο εφαρμόζεται αυτή, η μορφή της ομογενοποίησης, είναι να μειωθεί το λειτουργικό κόστος.
Η συνολική κατανάλωση ισχύος μειώνεται κατά, περίπου, 65% λόγω του μικρότερου όγκου γάλακτος, το οποίο διέρχεται μέσω του Ομογενοποιού.
Αυτός είναι και ένας λόγος, στον οποίο οφείλεται το γεγονός ότι το φρέσκο, παστεριωμένο, ομογενοποιημένο γάλα του εμπορίου μπορεί να εμφανίσει την χαρακτηριστική πέτσα στην επιφάνεια.
Ομογενοποιός γάλακτος – Ο ομογενοποιός στην γραμμή επεξεργασίας
Γενικά, ο Oμογενοποιός τοποθετείται πριν από το τελικό τμήμα θέρμανσης του γάλακτος.
Δείτε περισσότερα:
Homogenization-Centrifugation. Ahmad T (2012). In: Dairy Plant Engineering and Management. 10th chapter. 8th Edn. Kitab Mahal, Allahabad, India. pp. 237-247.
Homogenization. Walstra P, Wouters J T M and Geurts T J (2006). In: Dairy Science and Technology. Second Edn. Taylor & Francis Group, LLC. Boca Raton London New York. p. 279
Homogenizers. Bylund G (2003). In: Dairy Processing Handbook. Chapter 6.3. Teknotext AB (Ed.) Tetra Pak Processing Systems ABS-221 86 Lund, Sweden. pp. 115-122.
