Omogenizare la presiune înaltă - Inginerie alimentară
Omogenizarea la presiune înaltă (HP) poate fi utilizată în operații unitare pentru reducerea dimensiunii sau fragmentarea lichidelor mai mult sau mai puțin vâscoase.
Este o operație mecanică care are ca scop stabilizarea amestecurilor instabile precum emulsii (lapte integral, creme de lapte, cremă de desert etc.), dar și dezvoltarea caracteristicilor organoleptice ale sosurilor precum ketchup-ul.
1- Principiul de funcționare a omogenizării HP
Omogenizatorii de înaltă presiune constau dintr-o pompă cu piston volumetric de înaltă presiune, care livrează produsul lichid sub presiune ridicată (între 50 și 250 de bari în industria produselor lactate) pe un cap (sau supapă) de omogenizare.
Legendele
- 1: produs brut cu particule mari
- 2: particule de redus
- 3: scaun
- 4: supapă sau cap de omogenizare
- 5: produs omogenizat
- 6: inel de șoc
Legendele
- 1: produs brut cu particule mari
- 2: Produs omogenizat
- 3: lumină (spațiu de trecere = 0,1 mm)
- 4: scaun
- 5: supapă sau cap de omogenizare
2- Interesul omogenizării cu efect dublu
Metoda obișnuită implică un singur cap de omogenizare în care toată căderea de presiune este concentrată pe o etapă. Eficiența omogenizării poate fi îmbunătățită prin aplicarea unei contrapresiuni reduse pe o singură etapă. Contrapresiunea impusă în mod natural de următoarele etape ale procesului este adesea suficientă.
Omogenizarea în două etape este totuși necesară pentru unele produse; acesta este în special cazul produselor lactate grase. Fragmente de mici globule de grăsime se formează în prima etapă, dar ar forma agregate care ar putea crește vâscozitatea și afecta stabilitatea. A doua etapă asigură dispersia acestor agregate.
Legendele
- 1: produs brut cu particule mari
- 2: supapă sau cap de omogenizare a primei etape
- 3: supapă sau cap de omogenizare din etapa a 2-a
- 4: produs omogenizat
Pentru majoritatea emulsiilor simple de ulei/apă, cum ar fi produsele lactate ușoare
(ex: lapte) a doua etapă este doar auxiliarul de reglare a primei: presiunea celei de-a doua etape trebuie să fie între 10 și 15% din presiunea totală de omogenizare .
Un experiment cu lapte a arătat că trecerea prin etapa a doua nu modifică în sine calitatea emulsiei, în timp ce alte produse decât emulsiile simple (formulare complexă) văd aspectul și vâscozitatea modificată de cea de-a doua etapă.
3- Parametrii omogenizării HP
Tocmai am văzut că homo HP a făcut posibilă obținerea unui efect de micronizare și dispersie a particulelor în suspensie.
Aceste efecte variază în funcție de caracteristicile produsului și mai ales în funcție de presiunea utilizată.
31- Parametrii legați de produs:
- duritatea particulelor (de exemplu: globul de grăsime din lapte: mai puțin dur cu creșterea temperaturii; (optim = 55 ° C)
- diversitatea naturii particulelor: celule sau agregate de celule, agregate cristaline de zaharuri sau săruri, diverse corpusculi (fibre), globule grase, globule de ulei esențial ...
- Natura abrazivă (un sos de ketchup sau nectarele de fructe sunt mai abrazive decât produsele lactate, ceea ce determină uzura prematură a supapelor Homo; atunci este necesar să se utilizeze un aliaj rezistent la abraziune pentru proiectarea omogenizării capetelor.
32- Parametrii legați de proces și/sau material:
- Presiune: cu cât este mai mare presiunea, cu atât este mai mare efectul de micronizare (reducerea dimensiunii la 0,5-2 microni)); De exemplu: sos de ketchup = 50 până la 100 de bare; iaurt: 140 - 200 de bare, sucuri de fructe, nectare: 100 - 180 de bare
- Temperatura: importantă dacă căldura poate reduce duritatea particulelor (caz de globule de grăsime din lapte); nicio influență în alte cazuri; (sosul de ketchup este omogenizat la rece (T ° C ambiental))
- 1 sau 2 etaje: 2 etaje interesante pentru produsele lactate grase.
- Forma supapei de omogenizare: schimbarea geometriei capului de omogenizare face posibilă adaptarea presiunii și vitezei și trecerea de la micronizarea globulelor grase la distrugerea celulelor (a se vedea diagrama de mai jos)