Сухое молоко технология изготовления. Свой бизнес на производстве сухого молока

Сухое порошковое молоко получают из коровьего молока в результате сложного технологического процесса, состоящего из нескольких этапов. Особенность такого продукта и его отличие от цельного аналога — более длительный срок хранения, без потери качества и питательных свойств. Производство продукта требует наличия специального оборудования и соблюдения определенных технологий.

Технология производства сухого молока состоит из нескольких последовательных этапов:

• Нормализация (уменьшение процента жира),
• Пастеризация (проводится при температурных условиях в +81 +86 С),
• Предварительное сгущение (процесс направлен на повышение содержания процентной доли сухих компонентов),
• Сушка,
• Получение и расфасовка готового сухого порошкового молока.

Вода из цельного молока в процессе приготовления выпаривается в два этапа. Сгущение продукта — это первый этап, а второй — сушка.

Уже сгущенная молочная смесь проходит процесс сушки до образования порошка с заданной влажностью. Определяется уровень влажности готового продукта качеством связи порошкообразных компонентов с водой. А допустимая влажность — до 15% от массовой доли молочного белка.

Уровень влажности сухого молока определяется качеством связи сухих компонентов порошка с водой. Допустимая влажность продукта — до 15% от массовой доли молочного белка.

Производство сухого молока предусматривает постепенное поступление концентрированного молочного сырья на специальную сушилку, после которой продукт приобретает влажность в три процента. Использование этой технологии позволяет получить сухое молоко высокого качества.

Когда сгущенный продукт соприкасается с раскаленным барабаном сушильной установки, начинается процесс карамелизации. Сухое обезжиренное молоко, которое изготовлено при помощи вальцевой сушилки, обладает большей жирностью. Единственный минус этого способа — довольно низкая производительность.

После завершения сушки, сухое обезжиренное молоко охлаждается, фильтруется и упаковывается.

Необходимое оборудование

Производство сухого молока невозможно без специального и довольно громоздкого оборудования, а также без надежного источника электроэнергии и водоснабжения. Помещения, где установлено оборудование, должно иметь хорошую вентиляцию и быть в соответствии с требованиями санитарии.

Необходимое оборудование для производства сухого молока:

• Выпарное оборудование вакуумное,
• Оборудование для кристаллизации,
• Оборудование для распылительной сушки.

Установка выпарная вакуумная

Данное оборудование позволяет получить концентрированную молочную сыворотку и само молоко. Особенность установки — в оснащенности специальными приспособлениями, напоминающими по форме трубы. Они отделяют молочные фракции от конденсата. Стандартные установки имеют также блоки для большей вместимости молока, и охлаждающие готовый продукт детали. Так готовый продукт не требует дополнительного охлаждения, что очень удобно для производителей. Вакуумная выпарная установка довольно проста в использовании, поскольку имеет встроенный автоматический пульт управления.

Оборудование для кристаллизации

Основная функция данного оборудования — кристаллизация молочной сыворотки и конденсата, с подготовкой их для сушильного аппарата. Кристаллизация возможна благодаря работе инертных газов, которыми наполнена камера. Корпус аппарата изготавливается из прочной стали. Установка имеет также сложную систему пневматических клапанов и насосов, которые упрощают рециркуляцию молочного сырья.

Установка для распылительной сушки

В данном аппарате проходит заключительный этап производства. В камере сушильной установки происходит испарение остатков жидкости, что положительно влияет на продолжительность хранения уже готового продукта. Результат работы сушилки — хорошо сыпучие и быстро растворимые гранулы белого или светло-бежевого цвета.

Технология сушки очень простая: при помощи внутреннего насоса кристаллизованное молочное сырье попадает на распылительные форсунки внутри камеры флюидного дна. В ней происходит смешение холодных и горячих воздушных потоков, которые и обеспечивают испарение остатков влаги из сырья.

Разновидности сухого молока

Обычное или цельное сухое молочко отличается большей питательностью, так как содержит больше жиров.

Храниться оно может не столь долго, как обезжиренный аналог, а энергетическая ценность на сто грамм порошка — 550 ккал. Обезжиренный молочный порошок содержит крайне мало молочных жиров, а храниться может в течение восьми месяцев. В ста граммах обезжиренного продукта не более 370 ккал. Существует также молоко быстрорастворимое сухое. Оно представляет собой смесь из обезжиренного молочного порошка и порошка цельного молочного. Обычно данный вид используется в приготовлении детской еды и многих продуктов быстрого питания. Процесс изготовления и технология изготовления никак не зависят от разновидности продукта.

Состав

Если различаются виды молочного порошка соотношением жиров, белков и углеводов, то общее у них — витаминный состав, включающий в себя еще и минералы, и полезные аминокислоты. По государственному стандарту в составе обязательно должны присутствовать витамины группы B, PP, A, D, E и С, холин, кальций (не менее 1000 мг на сто грамм продукта), калий (не менее 1200 мг на сто грамм продукта), фосфор (не менее 780 мг на сто грамм продукта), натрий (не менее 400 мг на сто грамм продукта). Также в нем содержится довольно много селена, кобальта, молибдена и железа. Из незаменимых аминокислот оно содержит лизин, метионин, триптофан, лейцин и изолейцин.

Польза и вред

О полезных качествах сухого молока известно не всем. Многие люди утверждают, что сухое молоко не имеет ничего полезного, а все витамины убиваются в процессе приготовления порошка. Это утверждение не верно. Данный продукт играет важную роль в жизни северных регионов и народов, поскольку может храниться более долгое время. В процессе приготовления сырье проходит сложные стадии термической и физической обработки, а значит в нем содержится гораздо меньше опасных болезнетворных бактерий.

Если употреблять продукт регулярно, снижается риск анемии и рахита, укрепляются кости и сухожилия, восстанавливается нормальное функционирование нервной системы.

Может сухое молоко оказать и негативное влияние на здоровье. Особенно опасен продукт для людей, имеющих врожденную лактозную недостаточность или же аллергию на молочный белок. Последствия — от легкого покраснения кожного покрова до отеков и анафилактического шока. Еще один риск связан с качеством продукта и правилами его хранения. Недобросовестные производители для уменьшения стоимости готового продукта добавляют в состав растительные жиры, в том числе и пальмовое масло. Это снижает не только качество и питательную ценность, но и делает продукт опасным для здоровья. Нарушение условий хранения и герметичности упаковки может спровоцировать рост вредных бактерий и плесени, что вызовет серьезного отравление.

Производители сухого молока в России активно сотрудничают со многими предприятиями пищевой промышленности, поскольку гораздо выгоднее использовать в приготовлении многих продуктов именно сухое молоко. Цельное молочко быстро портится, довольно дорого обходится в транспортировке и занимает достаточно много места при хранении.

Продукт широко применяется:

• В кондитерском деле,
• В изготовлении хлеба, выпечки,
• В производстве молочных продуктов: сыров, сгущенки, творожных изделий, йогуртов и молочных напитков,
• На мясокомбинатах,
• В производстве алкогольной продукции,
• В косметологической отрасли,
• В производстве различных полуфабрикатов,
• В приготовлении сухих кормов для животных.

Предприятия, изготавливающие сухое молоко

На территории России действует около семидесяти молочных комбинатов. Часть из них занимается и производством сухого продукта. Это:

• Любинский молочный комбинат, Омская область,
• Благовещенский молочный комбинат, Амурская область,
• Брянский молочный комбинат, Брянская область,
• Ульяновский молочный комбинат, Ульяновская область,
• Мелеузовский молочно-консервный комбинат, Башкортостан
• Сухонский молочный комбинат, Вологодская область.

Распылительная сушка оказалась наиболее подходящей технологией удаления остатков воды из упаренного продукта, так как позволяет превратить концентрат молока в порошок, сохраняя ценные свойства молока.

Принцип действия всех распылительных сушилок состоит в превращении концентрата в мелкие капли, которые подаются в быстрый поток горячего воздуха. В силу очень большой поверхности капель (1 л концентрата распыляется на 1,5×10 10 капель диаметром 50мкм с общей поверхностью 120 м 2 ) испарение воды происходит практически мгновенно, и
капли превращаются в частицы порошка.

Одноступенчатая сушка

Одноступенчатая сушка – это процесс распылительной сушки, при котором продукт высушивается до конечной остаточной влажности в камере распылительной сушилки, см. рисунок 1. Теория образования капель и испарения в первом периоде сушки одинакова и для одноступенчатой и для двухступенчатой сушки и излагается здесь.

Начальная скорость капель, срывающихся с роторного распылителя, приблизительно равна 150 м/с. Основной процесс сушки протекает, пока капля тормозится под действием трения о воздух. Капли диаметром 100 мкм имеют путь торможения 1м, а капли диаметром 10 мкм – только несколько сантиметров. Основное снижение температуры сушильного воздуха, вызванное испарением воды из концентрата, происходит в этот период.

Гигантский тепло- и массообмен происходит между частицами и окружающим воздухом за очень короткое время, поэтому качество продукта может сильно пострадать, если оставить без внимания те факторы, которые способствуют ухудшению продукта.

При удалении воды из капель происходит значительное уменьшение массы, объема и диаметра частицы. При идеальных условиях сушки масса капли из роторного распылителя
уменьшается приблизительно на 50 %, объем – на 40 %, а диаметр – на 75 %. (см. рисунок 2).

Однако идеальная техника создания капель и сушки пока не разработана. Какое-то количество воздуха всегда включается в концентрат при его перекачивании из выпарного аппарата и особенно при подаче концентрата в питающий резервуар из-за разбрызгивания.

Но и при распылении концентрата роторным распылителем в продукт включается много воздуха, так как диск распылителя действует как вентилятор и подсасывает воздух. Включению воздуха в концентрат можно противодействовать, используя диски специальной конструкции. На диске с загнутыми лопатками (так называемом диске высокой насыпной плотности), см. рисунок 3, воздух под действием все той же центробежной силы частично отделяется от концентрата, а в диске, омываемом паром, см. рисунок 4, проблема частично решается тем, что вместо контакта жидкость-воздух здесь существует контакт жидкость-пар. Считается, что при распылении форсунками воздух не включается в концентрат или включается в очень малой степени. Однако оказалось, что некоторое количество воздуха включается в концентрат на ранней стадии распыления вне и внутри факела распыла из-за трения жидкости о воздух еще до образования капель. Чем выше производительность форсунки (кг/ч), тем больше воздуха попадает в концентрат.

Способность концентрата включать в себя воздух (т.е. пенообразующая способность) зависит от его состава, температуры и содержания сухого вещества. Оказалось, что концентрат с низким содержанием сухих веществ имеет значительную пенообразующую способность, которая возрастает с температурой. Концентрат с высоким содержанием сухих веществ пенится значительно слабее, что особенно проявляется с возрастанием температуры, см. рисунок 5. Вообще говоря, концентрат цельного молока пенится слабее, чем концентрат обезжиренного молока.

Таким образом, содержание воздуха в каплях (в форме микроскопических пузырьков) в значительной мере определяет уменьшение объема капли при сушке. Другой, еще более важный фактор, это температура окружающего воздуха. Как уже отмечалось, между сушильным воздухом и каплей происходит интенсивный обмен теплом и водяным паром.

Поэтому вокруг частицы создается градиент температуры и концентрации, так что весь процесс становится сложным и не вполне ясным. Капли чистой воды (активность воды 100 %) при контакте с воздухом, имеющим высокую температуру, испаряются, сохраняя до самого конца испарения температуру смоченного термометра. С другой стороны, продукты, содержащие сухое вещество, при предельной сушке (т.е. при приближении активности воды к нулю) нагреваются к концу сушки до температуры окружающего воздуха, что применительно к распылительной сушилке означает температуру воздуха на выходе. (см. рисунок 6).

Поэтому градиент концентрации существует не только от центра к поверхности, но и между точками поверхности, в результате разные участки поверхности имеют разную температуру. Общий градиент тем больше, чем больше диаметр частицы, так как это означает меньшую относительную поверхность. Поэтому мелкие частицы высыхают более
равномерно.

При сушке содержание сухих веществ, естественно, увеличивается из-за удаления воды, при этом увеличивается и вязкость, и поверхностное натяжение. Это означает, что коэффициент диффузии, т.е. время и зона диффузионного переноса воды и пара, становится меньше, и из-за замедления скорости испарения происходит перегрев. В предельных случаях происходит так называемое поверхностное твердение, т.е. образование на поверхности жесткой корки, через которую вода и пар или абсорбированный воздух диффундируют
очень медленно. В случае поверхностного твердения остаточная влажность частицы составляет 10-30 %, на этой стадии белки, особенно казеин, очень чувствительны к нагреву и легко денатурируют, в результате образуется трудно растворимый порошок. Кроме того, аморфная лактоза становится твердой и почти непроницаемой для водяных паров, так что температура частицы возрастает еще больше, когда скорость испарения, т.е. коэффициент диффузии, приближается к нулю.

Поскольку внутри частицы остаются водяной пар и пузырьки воздуха, они перегреваются, и если температура окружающего воздуха достаточно высока, пар и воздух расширяются. Давление в частице возрастает, и она раздувается в шар с гладкой поверхностью, см. рисунок 7. Такая частица содержит множество вакуолей, см. рисунок 8. Если температура окружающего воздуха достаточно высока, частица может даже взорваться, но если этого и не произойдет, частица все равно имеет очень тонкую корку, около 1 мкм, и не выдержит механической обработки в циклоне или в системе транспортировки, так что она покинет сушилку с выбросным воздухом. (см. рисунок 9).

Если в частице мало пузырьков воздуха, то расширение даже при перегреве не будет слишком сильным. Однако перегрев в результате поверхностного твердения ухудшает качество казеина, что снижает растворимость порошка.

Если окружающая температура, т.е. температура на выходе из сушилки, поддерживается низкой, то низкой будет и температура частицы.

Температура на выходе определяется многими факторами, главные из которых:

• содержание влаги в готовом порошке
• температура и влажность сушильного воздуха
• содержание сухих веществ в концентрате
• распыление
• вязкость концентрата

Содержание влаги в готовом порошке

Первый и важнейший фактор – это содержание влаги в готовом порошке. Чем ниже должна быть остаточная влажность, тем меньше требуемая относительная влажность воздуха на выходе, а это означает более высокую температуру воздуха и частиц.

Температура и влажность сушильного воздуха

Содержание влаги в порошке напрямую связано с влажностью воздуха на выходе, и увеличение подачи воздуха в камеру приведет к чуть большему увеличению расхода выходящего воздуха, так как из-за усиленного испарения в воздухе будет присутствовать больше влаги. Большую роль играет также содержание влаги в сушильном воздухе, и если оно велико, необходимо повысить температуру воздуха на выходе, чтобы компенсировать добавочную влагу.

Содержание сухих веществ в концентрате

Увеличение содержания сухих веществ потребует более высокой температуры на выходе, т.к. испарение идет медленнее (средний коэффициент диффузии меньше) и требует большей разности температур (движущей силы) между частицей и окружающим воздухом.

Распыление

Улучшение распыления и создание более тонкодисперсного аэрозоля позволяет снизить температуру на выходе, т.к. относительная поверхность частиц увеличивается. Из-за этого испарение протекает легче, и движущая сила может быть уменьшена.

Вязкость концентрата

Распыление зависит от вязкости. Вязкость возрастает с увеличением содержания белков, кристаллической лактозы и общего содержания сухих веществ. Нагрев концентрата (не забудьте о загустевании при старении) и увеличение скорости диска распылителя или давления форсунки позволяет решить эту проблему.

Общий КПД сушки выражается следующей приближенной формулой:

где: T i - температура воздуха на входе; T o - температура воздуха на выходе; T a - температура окружающего воздуха

Очевидно, что для повышения эффективности распылительной сушки нужно либо увеличить температуру окружающего воздуха, т.е. подогревать отбираемый воздух, например, конденсатом из выпарного аппарата, либо увеличить температуру воздуха на входе, либо понизить температуру на выходе.

Зависимость ζ от температуры служит хорошим показателем эффективности работы сушилки, поскольку температура на выходе определяется остаточной влажностью продукта, которая должна соответствовать определенному стандарту. Высокая температура на выходе означает, что сушильный воздух используется не оптимально, например, из-за плохого распыления, плохого распределения воздуха, высокой вязкости и т.д.

У нормальной распылительной сушилки, обрабатывающей обезжиренное молоко (T i = 200°C, T o = 95°C), ζ ≈ 0,56.

Обсуждавшаяся до сих пор технология сушки относилась к установке с системой пневмотранспорта и охлаждения, в которой выгружаемый со дна камеры продукт высушен до требуемого содержания влаги. На этой стадии порошок теплый и состоит из слипшихся частиц, очень слабо связанных в большие рыхлые агломераты, образовавшиеся при первичной агломерации в факеле распыла, где частицы разного диаметра обладает разной скоростью и поэтому сталкиваются. Однако при прохождении через систему пневмотранспорта агломераты подвергаются механическому воздействию и рассыпаются на отдельные частицы. Этот тип порошка, (см. рисунок 10), можно охарактеризовать следующим образом:

• отдельные частицы
• высокая насыпная плотность
• пыление, если это сухое обезжиренное молоко
• не быстрорастворимый

Двухступенчатая сушка

Температура частицы определяется температурой окружающего воздуха (температурой на выходе). Поскольку связанная влага трудно удаляется традиционной сушкой, температура на выходе должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить движущую силу (Δ t, т.е. разность температур между частицей и воздухом), способную удалить остаточную влагу. Очень часто это ухудшает качество частиц, как обсуждалось выше.

Поэтому не удивительно, что была разработана совершенно иная технология сушки, предназначенная для испарения из таких частиц последних 2-10 % влаги.

Поскольку испарение на этой стадии из-за низкого коэффициента диффузии идет очень медленно, оборудование для досушивания должно быть таким, чтобы порошок оставался в нем длительное время. Такую сушку можно проводить в пневмотранспортной системе, используя горячий транспортирующий воздух для увеличения движущей силы процесса.

Однако, поскольку скорость в транспортном канале должна быть ≈ 20 м/с, для эффективной сушки потребуется канал значительной длины. Другая система, это так называемая “горячая камера” с тангенциальным входом для увеличения времени выдержки. По завершении сушки порошок отделяется в циклоне и поступает в другую пневмотранспортную систему с холодным или осушенным воздухом, где порошок охлаждается. После отделения в циклоне порошок готов к упаковке в мешки.

Другая система досушки – это аппарат VIBRO-FLUIDIZER, т.е. большая горизонтальная камера, разделенная приваренной к корпусу перфорированной пластиной на верхнюю и нижнюю секции. (рисунок 11). Для сушки и последующего охлаждения в распределительные камеры аппарата подается теплый и холодный воздух и равномерно распределяется по рабочей зоне специальной перфорированной пластиной, BUBBLE PLATE.

Это дает следующие преимущества:

• Воздух направляется вниз, к поверхности пластины, поэтому частицы движутся по пластине, которая имеет редкие, но большие отверстия и поэтому может долго работать без чистки. Кроме того, она очень хорошо освобождается от порошка.
• Уникальный способ изготовления предотвращает образование трещин. Поэтому BUBBLE PLATE отвечает строгим санитарным требованиям и разрешена USDA.

Размер и форма отверстий и расход воздуха определяются скоростью воздуха, необходимой для псевдоожижения порошка, которая в свою очередь определяется свойствами порошка, такими как содержание влаги и термопластичность.

Температура определяется требуемым испарением. Размер отверстий выбирается так, чтобы скорость воздуха обеспечивала псевдоожижение порошка на пластине. Скорость воздуха не должна быть слишком большой, чтобы агломераты не разрушались от истирания. Однако невозможно (а иногда и не желательно) избежать уноса некоторых (особенно мелких) частиц из псевдоожиженного слоя с воздухом. Поэтому воздух должен пройти через циклон или рукавный фильтр, где частицы отделяются и возвращаются в процесс.

Это новое оборудование позволяет бережно испарить из порошка последние проценты влаги. Но это означает, что распылительную сушилку можно эксплуатировать способом, отличным от описанного выше, при котором выходящий из камеры порошок имеет влажность готового продукта.

Преимущества двухступенчатой сушки можно резюмировать следующим образом:

• более высокая производительность на кг сушильного воздуха
• повышенная экономичность
• лучшее качество продукта:

1. хорошая растворимость
2. высокая насыпная плотность
3. низкое содержание свободного жира
4. низкое содержание абсорбированного воздуха

• Меньшие выбросы порошка

Ожиженный слой может быть либо виброкипящим слоем поршневого типа (VibroFluidizer), либо неподвижным псевдоожиженным слоем обратного смешивания.

Двухступенчатая сушка в аппарате Vibro-Fluidizer (поршневой поток)

В аппарате Vibro-Fluidizer весь псевдоожиженный слой вибрирует. Перфорации в пластине сделаны так, чтобы сушильный воздух направлялся вместе с потоком порошка. Для того чтобы перфорированная пластина не вибрировала с собственной частотой, она установлена на специальных опорах. (см. рисунок 12).

Рисунок 12 - Распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer для двухступенчатой сушки

Распылительная сушилка работает с меньшей температурой на выходе, что приводит к увеличению влагосодержания и снижению температуры частиц. Влажный порошок выгружается самотеком из сушилной камеры в Vibro-Fluidizer.

Существует, однако, предел снижения температуры, так как из-за возросшей влажности порошок становится липким даже при меньшей температуре и образует комки и отложения в камере.

Обычно применение аппарата Vibro-Fluidizer позволяет снизить температуру на выходе на 10-15 °С. Это приводит к гораздо более мягкой сушке, особенно на критической стадии процесса (от 30 до 10 % влажности), усыхание частиц (см. рисунок 13) не прерывается поверхностным твердением, так что условия сушки близки к оптимальным. Более низкая температура частиц отчасти обусловлена более низкой температурой окружающего воздуха, но также и более высоким содержанием влаги, так что температура частиц оказывается близкой к температуре смоченного термометра. Это, естественно, положительно сказывается на растворимости готового порошка.

Уменьшение температуры на выходе означает более высокий КПД сушильной камеры в силу увеличения Δ t. Очень часто сушку проводят при более высокой температуре и при более высоком содержании сухих веществ в сырье, что еще больше повышает КПД сушилки. При этом, конечно, возрастает и температура на выходе, но повышенное содержание влаги снижает температуру частиц, так что перегрев и поверхностное твердение частиц не происходят.

Опыт показывает, что температура сушки может достигать 250 °С или даже 275 °С при сушке обезжиренного молока, что поднимает КПД сушки до 0,75.

Частицы, достигающие дна камеры, имеют более высокую влажность и более низкую температуру, чем при традиционной сушке. Со дна камеры порошок попадает непосредственно в сушильную секцию аппарата Vibro-Fluidizer и немедленно ожижается. Любая выдержка или транспортирование приведут к слипанию теплых влажных термопластичных частиц и образованию трудно разрушаемых комков. Это снизило бы эффективность сушки в аппарате Vibro-Fluidizer и часть готового порошка имела бы слишком высокую влажность, т.е. качество продукта пострадало бы.

Самотеком поступает в Vibro-Fluidizer только порошок из сушильной камеры. Мелочь из основного циклона и из циклона, обслуживающего Vibro-Fluidizer, (или из моющегося рукавного фильтра) подается в Vibro-Fluidizer транспортной системой.

Поскольку эта фракция представлена частицами меньшего размера, чем порошок из сушильной камеры, влажность частиц меньше, и они не требуют той же степени вторичной сушки. Очень часто они являются достаточно сухими, тем не менее, их обычно подают в последнюю треть секции сушки аппарата Vibro-Fluidizer, чтобы гарантировать требуемое содержание влаги в продукте.

Точку выгрузки порошка из циклона не всегда можно расположить непосредственно над аппаратом Vibro-Fluidizer, чтобы порошок поступал в секцию сушки самотеком. Поэтому для перемещения порошка часто применяют нагнетательную пневмотранспортную систему. Нагнетательная пневмотранспортная система позволяет легко доставить порошок в любую часть установки, поскольку транспортная линия обычно представлена 3-х или 4-х дюймовой молочной трубой. Система состоит из воздуходувки с малым расходом и высоким давлением и продувного клапана, и обеспечивает сбор и транспортировку порошка, см. рисунок 14. Количество воздуха невелико относительно количества транспортируемого порошка (всего 1/5).

Небольшая часть этого порошка опять уносится воздухом из аппарата Vibro-Fluidizer, а затем транспортируется из циклона обратно в Vibro-Fluidizer. Поэтому, если не предусмотреть специальных устройств, при останове сушилки требуется определенное время для прекращения такой циркуляции.

Например, можно установить в транспортной линии распределительный клапан, который будет направлять порошок в самую последнюю часть аппарата Vibro-Fluidizer, откуда он будет выгружен за несколько минут.

На заключительном этапе порошок просеивается и упаковывается в мешки. Поскольку порошок может содержать первичные агломераты, рекомендуется направлять его в бункер посредством еще одной нагнетательной пневмотранспортной системы, чтобы увеличить насыпную плотность.

Общеизвестно, что при испарении воды из молока расход энергии на кг выпаренной воды увеличивается с приближением остаточной влаги к нулю. (рисунок 15).

Эффективность сушки зависит от температуры воздуха на входе и выходе.

Если расход пара в выпарном аппарате составляет 0,10-0,20 кг на кг испаренной воды, то в традиционной одноступенчатой распылительной сушилке он равен 2,0-2,5 кг на кг испаренной воды, т.е. в 20 раз выше, чем в выпарном аппарате. Поэтому всегда предпринимались попытки увеличить содержание сухих веществ в упаренном продукте. Это означает, что выпарной аппарат будет удалять большую долю воды, а расход энергии снизится.

Конечно, это слегка увеличит расход энергии на кг испаренной воды в распылительной сушилке, но общий расход энергии снизится.

Указанный выше расход пара на кг испаренной воды – это средний показатель, поскольку расход пара в начале процесса гораздо ниже, чем в конце сушки. Расчеты показывают, что для получения порошка с влажностью 3,5 % требуется 1595 ккал/кг порошка, а для получения порошка с влажностью 6 % - только 1250 ккал/кг порошка. Другими словами, последний этап испарения требует приблизительно 23 кг пара на кг испаренной воды.

Таблица иллюстрирует эти расчеты. Первый столбец отражает рабочие условия в традиционной установке, где порошок из сушильной камеры направляется в циклоны системой пневмотранспорта и охлаждения. Следующий столбец отражает рабочие условия в двухступенчатой сушилке, в которой сушка от 6 до 3,5 % влажности осуществляется в аппарате Vibro-Fluidizer. Третий столбец представляет двухступенчатую сушку при высокой температуре на входе.

Из показателей, отмеченных знаком *), находим: 1595 – 1250 = 345 ккал/кг порошка

Испарение на кг порошка составляет: 0,025 кг (6 % - 3,5 % + 2,5 % )

Значит, расход энергии на кг испаренной воды равен: 345/0,025 = 13,800 ккал/кг, что соответствует 23 кг греющего пара на кг испаренной воды.

В аппарате Vibro-Fluidizer средний расход пара составляет 4 кг на кг испаренной воды, естественно, он зависит от температуры и расхода сушильного воздуха. Даже если расход пара в аппарате Vibro-Fluidizer вдвое выше, чем в распылительной сушилке, расход энергии на испарение того же количества воды все равно оказывается гораздо ниже (поскольку время обработки продукта составляет 8-10 минут, а не 0-25 секунд, как в распылительной сушилке). И при этом производительность такой установки больше, качество продукта выше, выбросы порошка ниже, а функциональные возможности шире.

Двухступенчатая сушка с неподвижным псевдоожиженнымслоем (с обратным смешением)

Для улучшения КПД сушки, температура воздуха на выходе To при двухступенчатой сушке уменьшена до того уровня, при котором порошок с содержанием влаги 5-7 % становится липким и начинает оседать на стенках камеры.

Однако создание псевдоожиженного слоя в конической части камеры обеспечивает дальнейшее усовершенствование процесса. Воздух для вторичной сушки подается в камеру под перфорированной пластиной, через которую распределяется по слою порошка. Такой тип сушилки может работать в режиме, при котором первичные частицы высыхают до влажности 8-12 %, что соответствует температуре воздуха на выходе 65-70 °С. Такая утилизация сушильного воздуха позволяет значительно уменьшить размеры установки при той же производительности сушилки.

Сухое молоко всегда считалось трудным для псевдоожижения. Однако пластина специальной запатентованной конструкции, см. рисунок 17, обеспечивает движение воздуха и порошка в том же направлении, в котором движется первичный сушильный воздух. Эта пластина при условии правильного выбора высоты слоя и скорости начала псевдоожижения позволяет создавать статический псевдоожиженный слой для любого выработанного из молока продукта.

Выпускаются аппараты со статическим псевдоожиженным слоем (SFB) трех конфигураций:

• с кольцевым псевдоожиженным слоем (сушилки Compact)
• с циркуляционным псевдоожиженным слоем (сушилки MSD)
• с комбинацией таких слоев (сушилки IFD)

Кольцевой псевдоожиженный слой (сушилки Compact)

Кольцевой псевдоожиженный слой обратного смешения располагается в нижней части конуса традиционной сушильной камеры вокруг центральной трубы отвода отработанного воздуха. Таким образом, в конической части камеры нет деталей, мешающих потоку воздуха, и это вместе со струями, выходящими из псевдоожиженного слоя, предотвращает образование отложений на стенках конуса даже при обработке липких порошков с высоким содержанием влаги. Цилиндрическая часть камеры защищена от отложений системой обдува стенок: небольшое количество воздуха тангенциально подается с высокой скоростью через сопла специальной конструкции в том же направлении, в котором закручивается первичный сушильный воздух.

В силу вращения воздушно-пылевой смеси и возникающего в камере эффекта циклона только небольшое количество порошка уносится отработанным воздухом. Поэтому доля порошка, попадающего в циклон или моющийся рукавный фильтр, так же как и выбросы порошка в атмосферу, для этого типа сушилок снижены.

Порошок непрерывно выгружается из псевдоожиженного слоя, перетекая через перегородку регулируемой высоты, таким образом поддерживается определенный уровень псевдоожиженного слоя.

Из-за низкой температуры воздуха на выходе эффективность сушки значительно увеличена по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой см. таблицу.

После выхода из сушильной камеры порошок может охлаждаться в пневмотранспортной системе см. рисунок 20. Образующийся порошок состоит из отдельных частиц и имеет такую же или лучшую насыпную плотность, чем полученный двухступенчатой сушкой.

Продукты, содержащие жир, следует охлаждать в виброожиженном слое, в котором одновременно осуществляется агломерация порошка. В этом случае фракция мелочи возвращается из циклона в распылитель для агломерации. (см. рисунок 21).

Циркуляционный псевдоожиженный слой (сушилки MSD)

Для еще большего повышения КПД сушки без создания проблем с налипанием отложений была разработана совершенно новая концепция распылительной сушилки - MultiStage Dryer (многоступенчатая сушилка), MSD.

В этом аппарате сушка выполняется в три ступени, каждая из которых приспособлена к характерной для нее влажности продукта. На ступени предварительной сушки концентрат распыляется прямоточными форсунками, расположенными в канале горячего воздуха.

Воздух подается в сушилку вертикально с высокой скоростью через воздухораспределитель, который обеспечивает оптимальное смешивание капель с сушильным воздухом. Как уже отмечалось, на этой испарение протекает мгновенно, пока капли движутся вертикально вниз через сушильную камеру специальной конструкции. Содержание влаги в частицах снижается до 6-15 %, в зависимости от типа продукта. При такой высокой влажности порошок обладает высокой термопластичностью и липкостью. Поступающий с высокой скоростью воздух создает эффект Вентури, т.е. подсасывает окружающий воздух и увлекает мелкие частицы во влажное облако вблизи распылителя. Это приводит к “спонтанной вторичной агломерации”. Поступающий снизу воздух имеет достаточную скорость для псевдоожижения слоя осевших частиц, а его температура обеспечивает вторую ступень сушки. Воздух, выходящий из этого псевдоожиженного слоя возвратного смешивания, вместе с отработанным воздухом первой ступени сушки выходит из камеры сверху и подается в первичный циклон. Из этого циклона порошок возвращается в псевдоожиженный слой обратного смешивания, а воздух подается во вторичный циклон для конечной очистки.

Когда влажность порошка снижается до определенного уровня, он выгружается через роторный затвор в Vibro-Fluidizer для завершающей сушки и последующего охлаждения.

Сушильный и охлаждающий воздух из аппарата Vibro-Fluidizer проходит через циклон, где от него отделяется порошок. Этот мелкий порошок возвращается в распылитель, в коническую часть камеры (в статический псевдоожиженный слой) или в Vibro-Fluidizer. В современных сушилках циклоны заменяются рукавными фильтрами с СИП.

В установке образуется грубодисперсный порошок, что обусловлено “спонтанной вторичной агломерацией” в облаке распылителя, где постоянно поднимающиеся снизу сухие мелкие частицы налипают на полусухие частицы, образуя агломераты. Процесс агломерации продолжается, когда распыленные частицы вступают в контакт с частицами псевдоожиженного слоя. (см. рисунок 22).

Такую установку можно эксплуатировать при очень высокой температуре воздуха на входе (220-275 °С) и чрезвычайно коротком времени контакта, достигая, тем не менее, хорошей растворимости порошка. Такая установка очень компактна, что снижает требования к размерам помещения. Это, а также сниженная за счет более высокой температуры на входе стоимость эксплуатации (на 10-15 % меньше по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой), делает такое решение очень привлекательным, особенно для агломерированных продуктов.

Распылительная сушка с встроенными фильтрами и псевдоожиженными слоями (IFD)

Запатентованная конструкция сушилки с встроенным фильтром, (рисунок 23), использует проверенные системы распылительной сушки, такие как:

• Система подачи с подогревом, фильтрованием и гомогенизацией концентрата, оборудованная высоконапорными насосами. Оборудование такое же, как в традиционных распылительных сушилках.
• Распыление производится либо струйными форсунками, либо атомайзером. Струйные форсунки применяются, в основном, для жирных или продуктов с высоким содержанием белка, а роторные распылители – для любых продуктов, и особенно тех, которые содержат кристаллы.
• Сушильный воздух фильтруется, нагревается и распределяется устройством, которое создает вращающийся или вертикальный поток.
• Сушильная камера сконструирована так, чтобы обеспечить максимальную гигиеничность и предельно снизить потери тепла, например, благодаря использованию съемных
  пустотелых панелей.
• Встроенный псевдоожиженный слой представляет собой комбинацию слоя обратного смешения для сушки и слоя поршневого типа для охлаждения. Аппарат с псевдоожиженным слоем – полностью сварной и не имеет полостей. Между слоем обратного смешения и окружающим его слоем поршневого типа имеется воздушный зазор для предотвращения переноса теплоты. Здесь используются новые запатентованные пластины Niro BUBBLE PLATE.

Система удаления воздуха, при всей революционной новизне, основана на тех же принципах, что и рукавный фильтр Niro SANICIP Мелочь собирается на фильтрах, встроенных в сушильную камеру. Рукава фильтра опираются на сетки из нержавеющей стали, прикрепленные к потолку по окружности сушильной камеры. Эти фильтрующие элементы очищаются обратной продувкой, как и фильтр SANICIP™.

Рукава продуваются по одному или по четыре за раз струей сжатого воздуха, которая подается в рукав через сопло. Это обеспечивает регулярное и частое удаление порошка, который падает в псевдоожиженный слой.

Здесь используется тот же фильтрующий материал, что и в рукавном фильтре SANICIP™, и обеспечивается такой же расход воздуха на единицу площади материала.

Сопла обратной продувки выполняют две функции. При работе сопло служит для продувки, а при безразборной мойке через него подается жидкость, промывающая рукава изнутри наружу, к грязной поверхности. Чистая вода впрыскивается через сопло обратной продувки, распыляется сжатым воздухом по внутренней поверхности рукава и выдавливается наружу. Эта запатентованная схема очень важна, поскольку промывкой снаружи очистить фильтрующий материал очень трудно или невозможно.

Для чистки нижней стороны потолка камеры вокруг рукавов применяются форсунки специальной конструкции, также играющие двойную роль. Во время сушки через форсунку подается воздух, предотвращающий отложения порошка на потолке, а при мойке она используется как обычная CIP-форсунка. Камера чистого воздуха очищается стандартной форсункой безразборной мойки.

Преимущества установки IFD™

Продукт

• Более высокий выход первосортного порошка. В традиционных сушилках с циклонами и рукавными фильтрами из фильтров собирается продукт второго сорта, доля которого составляет приблизительно 1 %.
• Продукт не подвергается механическому воздействию в каналах, циклонах и рукавных фильтрах, устраняется необходимость в возврате мелочи из внешних сепараторов, поскольку распределение потоков внутри сушилки обеспечивает оптимальную первичную и вторичную агломерацию.
• Качество продукта улучшается, поскольку установка IFD™ может работать при более низкой температуре воздуха на выходе, чем традиционная распылительная сушилка. Это означает, что можно достичь более высокой производительности сушки на кг воздуха.

Безопасность

• Система защиты проще, поскольку весь процесс сушки протекает в одном аппарате.
• Защиты требует меньшее число компонентов.
• Стоимость обслуживания ниже

Проектирование

• Более простая установка
• Меньшие размеры здания
• Более простая опорная конструкция

Защита окружающей среды

• Меньшая возможность утечки порошка внутрь рабочей зоны
• Более простая очистка, так как площадь контакта оборудования с продуктом сокращена.
• Меньший объем стоков при безразборной мойке
• Меньший выброс порошка, до 10-20 мг/нм 3 .
• Экономия энергии до 15 %
• Меньший уровень шума в связи с меньшим падением давления в вытяжной системе

Производство сухого молока .

Кристаллизационные установки
Распылительные сушилки

Линия для восстановления сухого молока. Производство творога и сыра.

Производство сухого молока.

Растворимый порошок, полученный в результате технологической обработки пастеризованного коровьего молока, широко известен среди потребителей как сухое молоко. Употребляется он в качестве напитка, для изготовления которого сухой порошок разводится кипяченой водой. Готовый продукт обладает теми же полезными свойствами, что и свежее пастеризованное молоко, и применяется в основном для приготовления кулинарных блюд, является составным ингредиентом детского питания. Технологическая особенность производства сухого порошка позволяет хранить продукт в течение длительного времени, что и является главной отличительной чертой сухого молока по сравнению с традиционным молочным продуктом.

Для того чтобы открыть собственный бизнес по переработке пастеризованного молока в сухой растворимый порошок, Вам не понадобятся крупные капиталовложения, да и стоимость сырьевой базы достаточно низкая, поскольку целесообразнее использовать недорогое молоко низкой жирности. Опытные производственники не рекомендуют использовать в качестве сырья для изготовления сухого молока хороший продукт. Кроме того, качество готового продукта должно соответствовать нормам и требованиям ГОСТ и прочей регламентирующей документации, а они достаточно умеренные, и даже можно сказать лояльные.

Технология производства сухого молока.

Процесс изготовления сухого молока включает в себя несколько этапов, каждый из которых предполагает применение соответствующего промышленного оборудования:
1. Нормализация. В готовом продукте массовая доля жира не должна превышать 26,1%. Для достижения этого результата следует проводить специальные мероприятия по подготовке.
2. Процесс пастеризации - свежее молоко подвергается обработке температурой 80-850 Со.
3. Процедура предварительного сгущения. Благодаря такому выпариванию содержание сухих компонентов достигает 48-50%. Посредством предварительного сгущения значительно улучшается качество готовой продукции и снижаются эксплуатационные расходы.
4. Процесс сушки, выполняемый в специальных сушильных камерах. Технология процесса достаточно проста: подготовленное заранее молоко и нагретый до определенной температуры воздух с помощью насоса перемещаются в сушильную камеру. Молоко, распыленное таким образом, подлежит сушке, затем удаляется из камеры и поступает на фасовку.
5. Получение сухого обезжиренного молока. Процесс изготовления значительно упрощается, поскольку не выполняется нормализация и гомогенизация продукта, а выпаривание осуществляется до получения сухих компонентов в продукции в пределах 30-34%. Процедуры приемки, очистки и пастеризации схожи с аналогичными операциями на прочих молочных производствах. Базовыми технологическими операциями изготовления сухого молока считаются предварительное сгущение продукта и его сушка.

В процессе изготовления любой сухой молочной продукции свободная вода удаляется в два этапа: путем сгущения и сушки предварительно сгущенной продукции.

Сгущенная смесь подлежит высушиванию до конечной влажности, уровень которой определяется формой связи составных компонентов сухого вещества с водой. Необходимо отметить, что конечная влажность сухого молока должна составлять до 15% массовой доли белка. Именно на этом значении базируется процедура нормирования массовой доли влаги в сухом продукте, достигнув которую можно заканчивать сушку.

В роли основного оборудования для высушивания молока выступали вальцовые сушилки, функционирующие по принципу кондуктивной усушки продукта. Технология процесса предусматривала поступление концентрата молока на вальцовую сушилку, на выходе из которой продукт обладал влажностью всего 3%. Полученное по такой технологии молоко отличается особыми потребительскими свойствами.

В момент соприкасания сгущенного молока с горячим барабаном, запускается процесс карамелизации(этим объясняется наличие слабого карамельного привкуса у сгущенного молока, изготовленного при помощи вальцовых сушилок). Сухое молоко, изготовленное посредством вальцовой сушки, отличается повышенной жирностью, что делает его превосходным и практически незаменимым компонентом при изготовлении шоколада. Это позволит снизить расход совсем не дешевого масла какао.

Единственным недостатком такого метода изготовления сухого молока является низкая производительность, которая определяется производительностью вальцовой установки (в среднее значение достигает 1000 кг/ч). Высушенное молоко охлаждается и просеивается.

Помещение для производства сухого молока.

Отведенные для изготовления сухого молока площади должны в полной мере отвечать действующим строительным и санитарным нормам и требованиям. Наличие канализационной и водопроводной систем, различного отопительного оборудования, системы электроснабжения и прочих основных систем жизнеобеспечения является обязательным условием при определении места изготовления сухого молока.

Помимо этого производственные цеха должны быть оборудованы вентиляционными вытяжками, а поверхность стен и пола облицована пластиком, керамической плиткой и прочими покрытиями, поверхность которых легко поддается очистке в случае необходимости. Такие же требования (кроме систем водоотведения и отопления) традиционно предъявляются и к помещениям складского типа.

Оборудование такого типа позволяет сконцентрировать в нем молоко и сыворотку. Конструкторская особенность аппарата предусматривает оснащение его специальными трубчатыми приспособлениями, которые отвечают за разделение конденсата и фракции друг от друга.

Традиционно вакуум-выпарные установки оснащены особыми блоками для большей концентрации продукции и деталями, ускоряющими процесс охлаждения. Это немаловажный момент, поскольку он позволяет получить на выходе уже охлажденный продукт. Установка такого типа достаточно проста в эксплуатации, поскольку имеет доступную, сводную панель управления. К обязательному оборудованию для получения сухого молока относят также кристаллизационные приборы.

Кристаллизационные установки
Основное предназначение кристаллизационных установок - это, естественно, кристаллизация молочной продукции с дальнейшей ее его подачей для усушки. Конструкционная особенность оборудования предполагает функционирование в среде инертных газов. На поверхность стен кристаллизатора прикрепляется пластина, раздуваемая в дальнейшем и образующая в результате своеобразную рубашку.
Благодаря ей осуществляется принудительная циркуляция воды - важнейший этап кристаллизации. Корпус установки выполнен из нержавеющей стали повышенной прочности, а само оборудование укомплектовано насосами для рециркуляции молочного продукта и охлаждения воды и специальными пневматическими клапанами.

Распылительные сушилки
Сушилки распылительные используются на завершающем этапе производства сухого молока. Посредством данного оборудования продукт лишается остатков влаги, что наилучшим образом сказывается на сроках его хранения. Результатом процесса становится получение гранулированного, хорошо сыпучего и растворимого порошка.

Технология процесса усушки весьма проста: посредством специального насоса продукт поступает на распылительные форсунки. Последняя стадия изготовления выполняется в отдельном помещении, именуемом камерой флюидного дна, где воедино смешиваются потоки горячего и холодного воздуха. Благодаря полной автоматизации процесса изготовления, производитель гарантирует 100% качество готовой продукции.

Ситуация на рынке производства сухого молока.

Крупнейшими потребителями сухого молока считаются предприятия транснациональных компаний Unilever, Mars Inc, Nestlé,Kraft Foods Inc, PepsiCo, Danone. Часть из них имеют готовый бизнес по переработке сухого молочного продукта.

Отечественный производитель не в состоянии удовлетворить растущий спрос на сухое молоко, поэтому потребитель может приобрести импортную продукцию, которая успешно представлена на российском рынке. К слову, в 2011 году объем импорта достиг 1,934 млн тонн.

В отношении сухого обезжиренного молока ситуация на российском рынке неоднозначна и нестабильна из-за неконтролируемого импорта из стран ближнего и дальнего зарубежья. К примеру, в 2010 году объем импорта СОМ из Европы возрос в 5 раз по сравнению с прошлым годом. В 2010 году наблюдался резкий скачок импорта -поставки СОМ увеличились с 88 тыс. до 125 тыс. тонн. Время от времени правительство принимает решения, ограничивающие ввоз импортных молочных товаров. При этом себестоимость готовой молочной продукции, произведенной в странах Европы, Океании и Белоруссии, значительно ниже, нежели в России, что является неоспоримым преимуществом зарубежных компаний для более прибыльной торговли на территории России. Такая ситуация стимулирует отечественных производителей снижать цены на готовый товар, заставляет пересматривать бизнес-план и находить новые рынки сбыта.

Производство сухого молока в России.

По данным компании «АМИКО» в 2011 году объем производства молока сухого достиг отметки 131,9 тыс. тонн, что на 22,6% больше, нежели в прошлом году. Наибольшую долю производства привносит Приволжский федеральный округ, занимающий 42% в структуре производства сухого молока в натуральном выражении. Далее следует Центральный ФО, имеющий долю 25%, и наконец, Сибирский ФО - 19% .

Следует отметить, что производители отдают предпочтение сухому гранулированному продукту с массовой долей жира 1,5% (объем производства составляет 60,9 тыс. тонн, это более 42% от всего объема) и сухому гранулированному продукту с массовой долей жира 20% (приблизительно 31% или 40,9 тыс. тонн).

Российский рынок сухого обезжиренного молока отличается нестабильностью. Так в течение 2008-2009 годов объем потребления составлял 153 тыс. тонн, а в 2010 году увеличился до 172 тыс. тонн. На сегодняшний день отечественные производители способны обеспечить менее ½ общего потребления СОМ.

Обозначения:
СОМ - сухое обезжиренное молоко
ЦСМ - цельное сухое молоко

Перспективы развития бизнеса на сухом молоке.

Производство сухого молока на рынке России достаточно стабильно и постепенно наращивает свои объемы. Исследования последних 5 лет показывают увеличение спроса на сухое молоко на 1,4%. По прогнозам экспертов в 2012-2016 годах ожидается рост потребляемого продукта, и к концу 2016 года объем потребления составит 311,4 тыс. тонн.

Помимо этого, производители могут выгодно превратить свой мини-бизнес в полноценный молочный комбинат, ориентированный на выпуск всего ассортимента молочной продукции: ацидофилин, йогурты, обрат, варенец, кефир, сливки, простоквашу, сгущённое молоко, ряженку, творог, сливочное масло, пахту, сметану, сыворотку, топлёное молоко, сыр и прочие продукты.

Линия для восстановления сухого молока. Производство творога и сыра.

Что касается области использования, то на практике сухое молоко применяется гораздо чаще, чем может показаться на первый взгляд. К примеру, в косметологии для изготовления натуральных косметических средств, в пищевой промышленности для восстановления молока в тех регионах, где невозможно обеспечивать население свежим молоком, в кондитерском производстве, при консервировании, а также для улучшения питания различных животных. Поэтому производители сухого молока не знакомы с проблемой отсутствия рынков сбыта готовой продукции.

На сегодня объем сухого молока на российских рынках составляет 200 тыс. тонн с учетом объемов, импортируемых из Республики Беларусь. Более 70% идет на дальнейшую переработку молочными предприятиями для получения йогурта, мороженого, молочных напитков, творожных продуктов, для изготовления молочных смесей для малышей, а также для создания кондитерских изделий.

Природа не просто так придумала, такой пищевой продукт, как молоко. Благодаря ему, не только маленькие дети, но и детеныши различных животных получают в организм питательные вещества для полноценного развития.

В настоящее время человеком используется молоко намного разнообразнее, чем ранее. Сейчас молоко является основным ингредиентом огромного количества блюд. Оно применяется при изготовлении выпечек и сыров, кисломолочной продукции. Технология производства молока в большей степени определяется по способу содержания животных. Самыми распространенными на сегодняшний день, это привязной способ содержания скота и беспривязной, а так же комбинированный.

Много веков подряд для потребления молока человек использовал исключительно свежее молоко, так как не знал способов его переработки для длительного хранения и транспортировки. С учетом развития технологий со временем было изобретено сухое молоко. Что же такое сухое молоко? Это - растворимый порошок. Он получается в результате высушивания цельного коровьего молока. Сухое молоко нашло широкое применение в кулинарии и в производстве детского питания. Такое молоко имеет достаточно длительный срок хранения и может разводиться в обычной воде.

Производство сухого молока

Этот технологический процесс включает в себя несколько стадий, а это: приемка сырья и его подготовка, очистка сырья и его нормализация, пастеризация и охлаждение, сгущение в специальной установке вакуум-выпарного типа и гомогенизация, распылительная сушка и окончательная стадия - расфасовка полученного продукта.

Немного подробнее рассмотрим все стадии производства сухого молока. Полученное сырье разогревается до температура от 35 до 40 градусов Цельсия. После разогрева оно проходит через специальный очистительный фильтр, где процеживается. В результате процеживания в фильтре остаются посторонние примеси в виде травы и песка, грязи. Первичный подогрев молока осуществляется для более легкого его смешивания с различными органолептическими показателями, к которым относится плотность продукта и его жирность. Далее происходит процесс нормализации, или другими словами устанавливается необходимая по технологии жирность. С этой целью часть цельного молока отправляется на сепаратор-сливкоотделитель. В результате прохождения через вышеуказанный специальный прибор мы получаем отдельно сливки и обезжиренное молоко.

Полученная нормализованная смесь, затем отправляется в установку, где проходит процесс пастеризации. В этой установке продукт нагревается до нужной температуры. Температура нагревания зависит от схемы пастеризации. Если выбрана длительная пастеризация, то нагрев происходит до температуры 63-65 градусов и длится 30-40 минут. При короткой пастеризации температура 85-90 градусов, а длительность составляет 30-60 секунд, при мгновенной - всего несколько секунд, но температура при этом до 98 градусов. Затем проходит процесс охлаждения пастеризованного молока. После охлаждения молоко помещается в накопительный бак (специальный резервуар), а затем, нужным количеством в вакуум, где сгущается до тех пор, пока не достигнет содержания массовых долей сухих веществ в количестве 40 процентов. Далее следует стадия гомогенизации, где молочной массе придается однородная консистенция. Отсюда молоко направляется в сушильную камеру. После просушки готовое сухое молоко направляется в накопительный бункер. Затем идет процесс просеивания, после которого сухой молочный порошок подается на фасовку по тарам.

Производство сгущенного молока

Существует несколько способов производства данного молочного продукта. Рассмотрим один из них. На первоначальном этапе осуществляется приемка исходного сырья и оценивается его качество. Далее идет процесс подготовки сырья, производится его растворение и смешивание компонентов. После этого осуществляется процесс гомогенизации смеси и ее пастеризация, причем последнее - весьма важный этап во всем процессе, связанном с изготовлением сгущенного молока. В результате данного процесса молоко нагревается до температуры в 90-95 градусов Цельсия. При такой температуре в молоке происходит уничтожение патогенных микрофлор, стабилизируются физико-химические свойства продукта.

После процесса пастеризации молоко сохраняет свою жидкую форму. Далее молоко охлаждается до 70-75 градусов, а затем в него добавляют сахар. Сахар добавляют как в обычном виде, так могут использовать приготовленный сироп (вода в небольших количествах разогревается до температуры в 60 градусов. После этого в нее добавляется заранее просеянный сахар, полученная смесь разогревается до 90-95 градусов, и эта температура поддерживается пока полностью не растворится сахар, полученный сироп процеживается и лишь потом добавляется в молоко). Сироп добавляется в молоко до его сгущения. Перед тем как влить полученный сироп в молоко, он процеживается.

Далее молочная смесь с находящимся в ней сахаром направляется в специальную вакуумно-выпарную установку. Здесь оно попадает в специальный резервуар, где происходит его моментальное закипание и последующее загустение. После этого полученная смесь охлаждается до 20 градусной температура. После охлаждения добавляется в молоко затравка. Затравка, эта лактоза, которая размолота до состояния пудры. На последнем этапе происходит расфасовка полученного сгущенного молока по тарам. Это могут быть жестяные банки или ламистерные, полистироловые стаканчики или полипропиленовые бутылки. В зависимости от тары различается и срок хранения сгущенного молока.

Видео о производстве молока

Молоко - незаменимый продукт, как для детей, так и для взрослых. Без него не обходятся даже животные. Кто-то привык пить только натуральное, жидкое молочко, а кому-то нравится сухой продукт. Он тоже натуральный, лишь переработанный по определенной технологии. Молоко сухое используют для детских смесей, выпечки, в приготовлении каш и супов. Главное преимущество порошкообразного молока в его долгом хранении. В отличие от жидкого, оно хранится до 10 месяцев.

В России сухое молоко очень востребовано молочными кухнями, столовыми, фермерствами и отдельными потребителями. Высокий спрос говорит о хорошей перспективе бизнеса по его изготовлению. Даже небольшое предприятие будет приносить регулярный доход. Но только при грамотной организации процесса. Как построить подобную прибыльную систему расскажем в этой статье. Здесь начинающие предприниматели смогут узнать о многих вопросах по открытию производства сухой молочной продукции: какое понадобится оборудование, сырье, что сколько стоит и как это организовать в разных масштабах.

Производство сухого молока на крупном предприятии

Само название "крупное" говорит о многом - большие вложения, огромный сбыт продукции, соответствующая прибыль. Чтобы создать большой завод требуется не только хорошие инвесторы, но и достаточные знания в сфере работы с молочной продукцией, организационные качества бизнесмена и налаженная схема поставок сырья.

Сырье для производства

Качество любого продукта зависит от исходного сырья. Молоко сухое - не исключение. Только натуральное, без примесей и консервантов молоко подходит для изготовления порошкообразной консистенции. В большинстве технологий используется пастеризованное молоко. А некоторые производители принимают на переработку молоко с низкими качественными показателями. Так как его оптовые закупки дешевле хорошего сырья.

Сырое молоко, поступающее от поставщиков тщательно проверяется по всем показателям. Оно должно соответствовать санитарным и пищевым нормам.

Оборудование для производства

Заводы используют большие, высокопроизводительные установки для изготовления сухого молока. На каждом этапе работает определенная техника. В эту линию входят следующие агрегаты:

• Вакуумно-выпарная машина. В специальной емкости концентрируется сыворотка и молоко. Функционал техники предусмотрен для пастеризации и нормализации молочного сырья. Конструкция прибора оснащена специальными трубками, которые отделяют фракции от конденсата. В установке также имеются блоки, обеспечивающие большую концентрацию продукции. Отдельными деталями ускоряется охлаждающий процесс. В результате, экономится время на охлаждение переработанного молока. Выпарная машина оснащена удобной панелью управления. Бункер вакуумной машины принимает по 100 литров сырья за час;

• кристаллизационная техника. Кристаллизует сырье, чтобы оно было готово для сушки. Оборудование функционирует используя инертные газы для кристаллизации. На стенах прибора имеются пластины, которые раздуваются и создают вакуумную рубашку. Благодаря этому, вода циркулирует и "сотрудничая" с инертными газами, кристаллизует сырье. В кристаллизаторе имеются насосы по которым циркулирует молоко. А специальные пневматические клапаны охлаждают воду, не позволяя содержимому перегреваться выше нормы;

• сушилка с распылительной функцией. Применяется для завершающего этапа. В результате действия этого оборудования из сырья выделяются остатки влаги. Это важно для увеличения срока хранения готового продукта. В конечном итоге получается сыпучий, гранулированный, растворимый порошок. Функционирует сушилка по простой технологии: специальный насос перекачивает сырье в форсунки для распыления, внутри которых оно превращается в сухую массу. Сушильные машины нового поколения оснащены системами фасовки. Поэтому, заводы не покупают отдельно приборы для фасовки.

В результате автоматизированного процесса завод изготавливает в час по 50 кило сухого молока. За сутки непрерывной работы получается более тонны готового к реализации продукта.

Технология производства

От поступления молока на перерабатывающий завод, до его превращения в сухой продукт, сырье должно пройти несколько этапов:

Хранится готовое сухое молоко в отдельных складских помещениях, где присутствует вентиляция и контроль температуры воздуха.

Производство сухого молока на мини предприятии

Для оборудования и запуска заводского производства требуется много денег. Но можно ведь создать мини цех. Если его правильно оборудовать и использовать подходящее молоко, прибыль будет обеспечена. Во многих регионах потребители испытывают дефицит такого продукта. Поэтому, предпринимателю дорога открыта. Больших капиталовложений здесь не потребуется. Молоко у нас в свободном доступе и дешево в цене. Оптовая стоимость литра сейчас не превышает 17 рублей. В некоторых регионах молочники сдают его по 10-15 рублей. Молоко лучше покупать малой жирности. Так можно сэкономить на процессе нормализации.

Важно уделить внимание подбору помещения. Цех должен быть нормальных размеров: не менее 150 квадратов. Из них выделить для склада от 20 до 50 кв. м. В помещении необходим водопровод, отопительные приборы, система вентиляции, канализация.

Оборудование для производства

Технологическое оснащение цеха зависит от планируемого объема производства. Можно купить автоматизированную линию в полной комплектации. Но это стоит более 2 млн. рублей. Начинающим предпринимателям экономичнее будет приобретать технику по отдельности либо брать ее в аренду. Чтобы производить сухое молоко обязательны следующие приборы:

• Очиститель молока. Прибор с центрифугой, с помощью которой удаляются механические примеси из сырья и остальные ненужные частицы. В агрегате есть барабан, электродвигатель, приводной механизм и приемно-выводная система. Барабан оснащен тарелками либо механическими вставками. Сырье поступает по центральной трубке в барабан. Грязные частицы уходят в периферию, а чистое молоко остается в барабане и выводится в специальную емкость. Очищение происходит путем нагревания содержимого до 35 градусов с одновременным воздействием пара. Цены на подобные сепараторы от 150 000 до 1 200 000 рублей. Для начала производства подойдет дешевый агрегат. Минимальный набор функций он выполнит в полном объеме;

• ванна для пастеризации. Представляет собой емкость в виде цилиндра, оснащенную подогревом и насосом. Бывают вертикальные цилиндрические резервуары или горизонтальные. Одно или двухсекционные. В приборе есть двухстенный корпус и паровые коллекторы. Электрический привод, сливной кран, регулируемые опоры. Пастеризация происходит при нагреве воды паром. По мере необходимости вода в резервуаре заменяется на холодную. Этим осуществляется охладительный процесс. Стоимость одной ванны от 140 000. Цена зависит от объема: минимальный 75 литров. Максимальный - 1 000 литров можно приобрести за 300 000. Для мини цеха подойдет "золотая середина" - 200 литров. Такая ванна стоит примерно 160 000;

• вакуумно-выпарная техника. Прибор для вываривания и сгущения молока. Это герметичная цилиндрическая емкость, оснащенная системой подогрева и перемешивания. В панельной рубашке сырье нагревается, а специальные внутренние скребки его перемешивают. Сам процесс сгущения происходит под воздействием пара. Оптимальная температура парообразования 70 градусов. Цена таких агрегатов около 200 000;

• сушилка. Продаются вальцевые машины и распылительные. Чаще всего применяются распылительные сушилки. Они обрабатывают в час от 50 до 2 000 кг. сырья. Для малого производства подойдет сушилка с производительностью до 200 кг. Бывают машины одно, двух или трех ступенчатые по способам испарения влаги. Можно приобрести сушилку с системой расфасовки, с хранилищем, с охладителями. Стоят сушильные машины не менее 500 000 рублей.

Технология производства

Процесс создания сухого молока на мини производстве очень близок к заводской технологии. Разница лишь в объемах перерабатываемой продукции.

Из сушилки выходит готовый молочный порошок. Если сушильная машина оснащена системой фасовки, то продукт будет уже упакованным.

Стоимость открытия такого производства

Перечень затрат при открытии малого предприятия будет следующим:

1. Оборудование: около 1 млн. рублей. Если получится арендовать подержанные агрегаты сумма уменьшится в 2-3 раза.
2. Аренда цеха. Площадь в 150 квадратов вместе с платежами за электричество и водоснабжение обойдется примерно в 100 тысяч.
3. Молоко. Если брать среднюю оптовую цену 15 рублей за литр, при закупе тонны в месяц, получится сумма 15 000 рублей.
4. На зарплаты подчиненным отчисляется сумма в зависимости от численности штата. Если будет от 5 до 10 рабочих, оплата их труда потребует не менее 100 тысяч.

Общая (округленная) сумма вложений составляет 1 200 000 рублей. Это затраты на открытие. В следующих месяцах не будет учитываться закупка оборудования.

Производство сухого молока в домашних условиях

Изготовление сухого молока сложный технологический процесс. Произвести его дома и соблюсти все условия не всем под силу. Ведь для этого придется не только потратить финансы на оборудование, но и изучить особенности пастеризации, сушки, нормализации. Домашние условия не позволяют готовить сухое молоко. Но некоторые все же находят выход из положения, изготавливают простое устройство, способное просушивать цельное молоко и превращать его в порошок.

Оборудование для производства

Берется обычная двадцати литровая ванна и барабан из стали (от старой стиральной машины). Его диаметр от 20 до 50 см. Внутрь барабана встраивается нагревающий элемент. На барабанную поверхность монтируется нож. Конструкция оснащается двигателем не менее 50 вольт. Его можно взять от вращателя новогодней елки. Отдельно делается алюминиевый бункер для сбора порошка.

Технология производства

1. Молоко разливается на барабанную поверхность.
2. Барабан запускается двигателем, нагревается тэном и, в процессе вращения, сушит молочный слой.
3. Верхний нож соскребает сухой слой. Порошок осыпается в бункер.

Хранить продукт можно в полиэтиленовом пакете в сухом, прохладном месте. Такое молоко используется только в личных потребностях. Многие перерабатывают молоко специально для сохранности. Ведь свежее быстро прокисает. Затрат на самодельную сушилку не понадобится.