均质理论剖析.ppt

均质理论 2013.12.14 目录 1.均质定义 2.脂肪球破裂方面的技术 3.加工要求 4.流动特性 5.均质理论 6.一级均质和二级均质 7.均质作用 8.均质机 9.均质装置 10.稀奶油上浮速度的研究 11.粒径分布分析 12.生产线上的均质机 13.全流均质 14.部分均质 15.均质乳制品对人体健康的影响 1、均质定义 均质是一个使被均质对象均化分离的过程。它是一个集单元尺寸缩小及相互接触同时发生的处理过程 2、脂肪球破裂方面的技术 均质已成为一种标准化的工业加工方式，它是一种使脂肪乳浊液稳定，防止重力分离的方法。 均质使脂肪球破裂成比原来小得 多的脂肪球，如右图所示。因此 ，它就可以减少脂肪上浮，减小 脂肪成团或聚结的倾向。 所有的均质乳基本上是通过机械的方法来生产的。牛乳以很高的速度被强制通过一个窄缝。可以通过几个决定因素，如湍流和气穴的联合作用来实现最初的脂肪球破裂。作用的最终结果使脂肪球的直径减小到大约1 μ m，同时脂肪/ 浆液的表面积增加了4-6倍，新生成的脂肪球不再全被原来的膜覆盖，取代它们是从浆液相中吸附的蛋白质的混合物。 根据斯托克斯定律，粒子的上升速度可表示为： v=gr2 (ρ0-ρ) /18η v = 沉降速度 g = 重力加速度 r = 粒子尺寸 ρ=粒子的密度 ρ0= 介质的密度 η=介质的粘度 或是v＝常数×r2，这样就可以看出，减小粒子的直径是减小上乳速度的有效方法。 3、加工要求 在均质时，脂肪相的物理状态和浓度影响到脂肪球的大小及其随后的分散，对冷牛乳均质是无效的。冷牛乳中脂肪是固化的。在乳脂肪凝固点（30-35℃）的分界温度下加工会使脂肪不能完全分散。只有当脂肪相呈液体状态且像正常牛乳的浓度时，均质才是最有效的。 脂肪含量高的产品很有可能有脂肪结团的倾向，特别是当浆液蛋白的浓度相对于脂肪含量低的时候，更易产生这一现象。脂肪含量超过12%的稀奶油不能在正常压力下进行正常的均质，因为膜物质（酪蛋白）的缺乏而会导致脂肪再度聚结。为取得良好的均质效果每克脂肪大约对应要求0.2g 的酪蛋白。 高压均质可以形成小的脂肪球，脂相的分散随着均质温度的升高而增加，也随着牛乳在高温下粘度的减少而等量地增加。均质温度通常采用55-80℃，均质压力介于10-25Mpa(100~250bar)之间，其大小决定于产品种类。 4、流动特性 当液体通过窄缝时，液流速度增加，速度将不断增加直至静压低到液体开始沸腾为止。最大速度主要取决于入口的压力，当液体离开窄缝时速度降低，而压力升高（P=F*v），液体停止沸腾而蒸汽汽泡破裂。 5、均质理论 对于像牛乳这样的水包油乳液，连续相中大多数的液滴直径小于1μm(10-6m)。只有两种理论仍然成立。 湍流涡流（“微旋涡”）引起脂肪球破裂的理论：高速运动的液流中产生大量的小旋涡。速度愈高，产生的漩涡越多，微旋涡撞击到同等大小的油滴，油滴就会破裂。这个理论预示着均质效果如何随着均质压力而变化。 空穴理论:当蒸汽爆裂时产生冲击波，从而分裂脂肪球。根据这个理论，均质是在液体离开缝隙时产生的。所以，在均质时能够产生空穴的背压是非常重要的。这也已在实践中得到证明。然而，没有空穴，也能均质，只是均质效率会降低。 减小脂肪球的大小（脂肪上浮是无法避免的） 实现均质的重要因素： *流速（100—200m/s) *均质通道：0.1mm 均质的方式： *湍流效果占80% *气穴现象占20% *靠内外压差 均质压力与货架寿命成正比，40bar压差会升高5℃ 均质最佳温度： *巴氏奶均质最高温度是65℃ *UHT奶均质最佳温度是70—75℃ 6、一级均质和二级均质 均质机上可以安装一个均质装置或安装两个串联的均质装置，因此得名一级均质和二级均质。在一级均质中，全压降作用于一个均质装置上，在二级均质中，总压在第一级之前测定为P1，第二级之前测定为P2，选择二级均质通常是要达到最佳的均质效率。当P2/P1 为0.2 时，可以获得最好的效果。 一级均质可以用于均质以下产品： *要求高粘度的产品（一定程度结团） 二级均质主要是用于打碎产品中的脂肪球簇： *干物质含量高的产品 *要求粘度较低的产品 *最佳均质（微细化） 在第二级上脂肪球簇的形成和分散如下图所示。 7、均质作用 均质给牛乳的物理性质带来很多的优点： ● 脂肪球变小不会导致形成奶油层。 ● 颜色更白，更易引起食欲。 ● 降低了脂肪氧化的敏感性。 ● 更强的整体风味，更好的口感。