Как выбрать гомогенизатор на пищевом производстве?

Гомогенизация – это процесс, делающий жидкий продукт однородным и стабильным. В этой статье мы рассмотрим основные типы гомогенизаторов, принципы их работы и область применения.

В гомогенизаторе высокого давления продукт подаётся через узкую трубу или канал. Этот процесс создаёт давление от 70 до 210 МПа и заставляет продукт течь турбулентно. При таком давлении частицы разбиваются на более мелкие, длина которых не превышает 1 мкм.

Это самые часто используемые гомогенизаторы в современной пищевой промышленности. Их используют для обработки молочных продуктов (молока, сливок, йогуртов), а также соусов, приправ и напитков, чтобы повысить их срок годности.

Ультразвуковой гомогенизатор создаёт в жидкости кавитационные пузыри, обрабатывая её высокочастотными (20-30 кГц) звуковыми волнами, которые подаются через зонд. Сталкиваясь друг с другом, эти пузыри генерируют локальные зоны высокого давления и температуры, которые и разбивают частицы.

Такой гомогенизатор считается энергоэффективным по сравнению с гомогенизатором высокого давления. Он используется для обработки продуктов, чувствительных к температуре, в том числе некоторых приправ, соусов, фруктовых соков и других напитков с дополнительными вкусами. Также ультразвук применяют для обработки сыпучих продуктов, например, для просушки зерна.

Шаровая мельница – это механический гомогенизатор, в камере которого, кроме продукта, находятся мелкие шарики (из стекла, керамики, нержавеющей стали или иного материала, который не мигрирует в продукт). При включении эти шарики начинают очень быстро вращаться, размалывая продукт.

Этот гомогенизатор идеален для обработки вязких продуктов и тех, что содержат твёрдые частицы: супов, соусов, фруктового пюре. Его можно применять как на заводе, так и на кухне ресторана.

Роторно-статорный гомогенизатор тоже механический. Как легко понять, он состоит из неподвижного статора и вращающегося внутри ротора. При вращении ротора продукт затягивается в зону между ним и статором, где на него действуют касательная и радиальная силы. За счёт этих сил частицы продукта распадаются на более мелкие. Процесс подходит для жидких и полутвёрдых продуктов: так обрабатывают различные спреды (в том числе майонез и арахисовое масло) и заправки для салатов.

Коллоидный гомогенизатор тоже работает по роторно-статорному принципу, но на этот раз статор конический, а расстояние между ним и ротором минимальное. Возникает трение, которое становится дополнительной силой воздействия на продукт. Коллоидный гомогенизатор работает быстрее, чем простой роторно-статорный, и подходит для тех же продуктов, в том числе в больших количествах (до нескольких десятков литров).

Портативный гомогенизатор – это устройство, помещающееся в руке (иногда его называют гомогенизирующей палочкой). Он состоит из моторизованной части, которая размешивает продукт, и зонда и может быть одноразовым или многоразовым.

На пищевом производстве такой гомогенизатор вряд ли можно увидеть. Он применяется в лабораториях для подготовки гомогенных образцов, в том числе экспериментальной пищевой продукции.

Выбирая гомогенизатор для производственного процесса, нужно учитывать несколько факторов для достижения оптимального результата.

Характеристики продукта: вязкость, размер частиц до обработки, чувствительность к механическому и тепловому воздействию. Если вы работаете с продуктом, который не следует подвергать термообработке (например, потому, что она сделает его менее полезным), лучше выбрать ультразвуковой гомогенизатор, чтобы изменение температуры было минимальным.
Требуемый размер частиц: критически важный фактор. Если вам нужны мелкие частицы, которые будут равномерно распределены, то лучшим выбором будет гомогенизатор высокого давления.
Масштабы производства: гомогенизатор любого вида может быть настольным (для работы с мелкими партиями или в лабораториях) или большим напольным (для массового производства).
Область применения: требования к гомогенизаторам могут различаться в зависимости от того, для чего они нужны. Компании, которые занимаются биотехнологиями (например, разрабатывают ГМО или ищут способы борьбы с патогенами), часто используют шаровые мельницы, которые эффективны для разрушения клеточных мембран и экстракции ДНК.
Удобство: вы должны учесть, насколько легко будет пользоваться гомогенизатором и сколько времени будет занимать его ремонт и чистка. Желательно наличие панели управления с понятным интерфейсом. У операторов должен быть быстрый доступ к инструкциям на случай, если они что-то забудут.
Бюджет: здесь речь не только о стоимости самого гомогенизатора. Также должны быть учтены энергопотребление, расходы на ремонт, запчасти и другие расходуемые материалы (например, шарики для шаровой мельницы).
Совместимость: если к гомогенизатору должны быть подключены трубы или иные детали, соединяющие его с линией производства, проверьте, чтобы его дизайн позволял это сделать.
Безопасность: в данном случае должны быть учтены герметичность камеры, уровень шума и защита от перегрева. Эти параметры могут оказаться критически важными для безопасности как продукта, так и оператора.
Срок службы: у гомогенизатора он зависит от износоустойчивости материалов и наличия съёмных деталей. Заменить отдельные части, вышедшие из строя, будет дешевле, чем менять оборудование целиком.