Аннотация

Введение. При производстве молочных и других пищевых продуктов в концентрированной, сгущенной и сухой формах одним из перспективных направлений является последовательное сочетание различных методов обезвоживания. Подходы к расчету подобных процессов являются предметом продолжающихся исследований и обладают актуальностью. Целью данной работы является анализ влияния стадийности обезвоживания на энергозатраты осуществления этого процесса. Объекты и методы исследования. Жидкие, концентрированные и сухие молочные продукты: цельное и обезжиренное молоко, молочная сыворотка, заменители цельного молока, а также параметры процессов их обезвоживания на отдельных стадиях. Определение массовой доли влаги и сухих веществ в продуктах производили стандартным методом. Результаты и их обсуждение. Обоснована целесообразность использования многостадийного способа обезвоживания при выработке различных видов сухих молочных продуктов. Определены характерные границы массовой доли сухих веществ на отдельных стадиях процесса. На основе уравнений материального баланса получено выражение для оценки общих удельных затрат энергии относительно единицы конечного сухого продукта при произвольном количестве стадий процесса обезвоживания. Приведены примеры сравнительной оценки эффективности процесса обезвоживания, осуществляемого в различное количество стадий, с точки зрения энергетических затрат на его осуществление. Выводы. Рассмотрены вопросы, связанные с применением различных методов обезвоживания при получении сухих молочных продуктов. Составлено уравнение для оценки удельных затрат энергии на отдельных стадиях процесса многостадийного обезвоживания относительно единицы конечного сухого продукта. Применение многостадийного процесса позволяет в несколько раз уменьшить удельные затраты энергии, а также вырабатывать продукты высокого качества и организовать производство новых видов продуктов.

Ключевые слова

Сухие молочные продукты, сухое обезжиренное молоко, сухое цельное молоко, сухая сыворотка, заменитель цельного молока, вакуум-выпаривание, распылительная сушка, удельные энергетические затраты, обезвоживание

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Alekseev GV, Egorova OA, Moldovanov D, Egorov AN. Spray drying of food suspensions: upgrading capabilities. Food Processing: Techniques and Technology. 2019;49(1):70–76. (In Russ.). https://doi.org/10.21603/2074-9414-2019-1-70-76.
2. Avanesov VM, Plaksin YuM, Streliukhina AN, Larin VA. Production of disperse plant products by spray-drying method. Storage and Processing of Farm Products. 2016;(5):9–13. (In Russ.).
3. Shakhov SV, Magomedov GO, Magomedov MG, Saranov IA. Spray drying unit and agglomeration of food environments. Russia patent RU 2618637С1. 2017.
4. Shakhov SV, Saranov IA, Magomedov GO, Magomedov MG. Method of automatic control of the process of spray drying and agglomeration. Russia patent RU 2647745С1. 2018.
5. Shovchko AS, Kovalev VM, Stepanova AL, Levshina LYa, Kabanjuk VV. Method of control of spray drying process. Russia patent RU 2023219C1. 1994.
6. Shakhov SV, Saranov IA, Magomedov GO, Magomedov MG. Development of a system of automatic control of the process of spray drying and agglomeration. Digitalization of agroindustrial complex: Proceedings; 2018; Tambov. Tambov: Tambov State Technical University; 2018. p. 232–235. (In Russ.).
7. Kharitonov VD. Dvukhstadiynaya sushka molochnykh produktov [Two-stage drying of dairy products]. Moscow: Agropromizdat; 1986. 215 p. (In Russ.).
8. Masters K. Spray drying. Handbook. New York: Halsted Press; 1985. 696 p.
9. Dolinskiy AA, Maletskaya KD. Raspylitelʹnaya sushka. T. 2. Teplotekhnologii i oborudovanie dlya poluche-niya poroshkovykh materialov [Spray drying. Vol. 2. Heat technology and equipment for the production of powder materials]. Kiev: Akademperiodika; 2015. 390 p. (In Russ.).
10. Shiyanova NI, Kolyazov KA, Sirotin PA. Elaboration of mathematical model of control of the spray drying plant type. Izvestia MAAO. 2015;(23):163–166. (In Russ.).
11. Radaeva IA, Illarionova EE, Turovskaya SN, Ryabova AE, Galstyan AG. Principles of domestic dry milk quality assurance. Food Industry. 2019;(9):54–57. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0235-2486-2019-10145.
12. Galstyan AG, Petrov AN, Radaeva IA, Turovskaya SN, Chervetsov VV, Illarionova EE, Semipyatnyy VK. Teoriya i praktika molochno-konservnogo proizvodstva [Theory and practice of canned milk production]. Moscow: Izdatelʹskiy dom “Fedotov D.A.”; 2016. 181 p. (In Russ.).
13. Kutsakova VE, Burykin AI, Makeeva IA. Sovremennoe oborudovanie dlya sushki molochnykh produktov [Modern equipment for powdered dairy products]. Moscow: AgroNIITEHIMMP; 1988. 52 p. (In Russ.).
14. Kuznetsov PV, Gabrielova VT. Mertin P. About choosing the equipment for milk and whey drying. Dairy Industry. 2015;(3):34–37. (In Russ.).
15. Khomyakov AP. Protsessy i apparaturnoe oformlenie proizvodstv dlya polucheniya poroshkoobraznykh khimi-cheskikh veshchestv [Processes and equipment for production of powdered chemicals]. Dr. Eng. Sci. diss. abstract. Ekaterinburg: Ural State Technical University; 2007. 49 p.
16. Kruchinin AG, Agarkova EYu. Ispolʹzovanie membrannykh tekhnologiy pri kontsentrirovanii vtorichnogo molochnogo syrʹya [Membrane technologies in the condensation of secondary dairy raw materials]. Milk Processing. 2017;218(12):54–55. (In Russ.).
17. Maksimenko YuA, Feklunova YuS, Telichkina ER, Pshenichnaya NE. Kinetics of spray drying plant materials. Technologies of the Food and Processing Industry of the Agro-Industrial Complex-Healthy Food Products. 2016;11(3):77–81. (In Russ.).
18. Kharkov VV, Kuznetsov MG. Simulation of milk spray-drying. Vserossiyskaya nauchno-tekhnicheskaya konferentsiya s mezhdunarodnym uchastiem “Oborudovanie pishchevykh proizvodstv v XXI veke”: sbornik materialov konferentsii [All-Russian Scientific and Technical Conference with international participation “Equipment for Food Production in the XXI century”: conference proceedings]; 2020; Kazan. Kazan: Pechatʹ-servis XXI vek; 2020. p. 62–66. (In Russ.).
19. Lin SXQ, Chen XD. Changes in milk droplet diameter during drying under constant drying conditions investigated using the glass-filament method. Food and Bioproducts Processing: Transactions of the Institution of Chemical Engineers, Part C. 2004;82(3C):213–218. https://doi.org/10.1205/fbio.82.3.213.44178.
20. Zouari A, Mtibaa I, Triki M, Jridi M, Zidi D, Attia H, et al. Effect of spray-drying parameters on the solubility and the bulk density of camel milk powder: A response surface methodology approach. International Journal of Dairy Technology. 2020;73(3):616–624. https://doi.org/10.1111/1471-0307.12690.