Проблемы стабильности эмульсии и принцип технологии высоких сдвиговых усилий
Майонез и заправки для салатов представляют собой типичные эмульсионные системы масло-в-воде. Майонез может содержать до 80% масла, что делает его эмульсией масло в воде, где масло является дисперсной фазой, а вода — непрерывной фазой. В таких системах с высоким содержанием нефти основной задачей производственного процесса является достижение равномерного диспергирования масляной фазы в водной фазе и поддержание долгосрочной стабильности.
Традиционные методы перемешивания часто не обеспечивают достаточного усилия сдвига, чтобы разбить капли масла до необходимого мелкого размера. Исследования показали, что при производстве майонеза сырье сначала смешивается в смесителе большого объема на умеренной скорости; Полученную предварительную эмульсию затем необходимо обработать с помощью устройства с высоким сдвиговым усилием, где капли масла дополнительно измельчаются до окончательного распределения частиц по размерам. Этот последний шаг имеет решающее значение для структуры продукта, его долгосрочной стабильности, вкусовых ощущений и цвета.
Смесительные резервуары из нержавеющей стали с высоким сдвигом предназначены именно для решения этой проблемы процесса. Принцип их работы заключается в передаче интенсивной механической энергии материалу посредством высокоскоростной вращающейся головки гомогенизатора. Материал проходит через узкий зазор между статором и ротором, где он подвергается сотням тысяч сдвиговых усилий в минуту, одновременно подвергаясь центробежной силе, сжатию, удару и разрыву. Этот высокоинтенсивный сдвиг быстро и равномерно диспергирует масляную фазу в непрерывную фазу, образуя стабильную эмульсию масло в воде или вода в масле, в конечном итоге образуя высококачественный продукт с мелкой текстурой и без пузырьков.
Современные смесительные резервуары с высоким сдвиговым усилием часто оборудуются вакуумными системами эмульгирования. Вакуумная среда эффективно снижает захват воздуха во время смешивания, снижает риск окисления и продлевает срок хранения продукта. При этом резервуар изготовлен из пищевой нержавеющей стали (304 или 316L), а внутренняя поверхность зеркально отполирована для обеспечения гигиенических условий производства.
Что касается конфигурации оборудования, типичная система смешивания с высоким сдвиговым усилием обычно включает в себя несколько мешалок, работающих вместе. Например, 500-литровый смесительный резервуар под давлением/вакуумом может быть оборудован якорной мешалкой, нижним винтовым рабочим колесом и многозубым линейным смесителем с высоким сдвиговым усилием, а также рубашками нагрева/охлаждения, тензодатчиками и нагнетательным лопастным насосом. Такое многоуровневое перемешивание обеспечивает тщательную обработку материала в каждой зоне резервуара, исключая мертвые зоны.
