ІМПУЛЬСНИЙ ГОМОГЕНІЗАТОР МОЛОКА

Одним із важливих технологічних процесів в молочній промисловості є гомогенізація молока. Гомогенізоване молоко має безліч переваг перед негомогенізованим таких як: поліпшення смакових та сенсорних якостей молока, підвищена стійкість при зберіганні та транспортуванні, відсутність залишків жиру на стінках тари при виливанні молока. Якість продуктів з використанням гомогенізованого молока набагато вища. Тому гомогенізація стала нормативним процесом у більшості сучасних технологічних схем виробництва питного стерилізованого та пастеризованого молока, кисломолочних продуктів, морозива, молочних консервів, виготовленні сиру тощо.

У зв’язку з розвитком технологій до гомогенізованих компонентів, що застосовують, висуваються підвищені вимоги до дисперсності кінцевого продукту. Основною технічною проблемою одержання тонкодисперсних емульсій є обмеженість можливостей гомогенізаторів. Тому створення пристроїв і способів одержання тонкодисперсних емульсій з можливістю варіювання дисперсності й високою продуктивністю має підвищену актуальність.

Метою роботи є зниження енергоємності процесу гомогенізації молока за рахунок використання процесу імпульсної гомогенізації молока та пристрою для його реалізації.

Об’єктом дослідження є процес імпульсної гомогенізації молока.

Предметом дослідження є технологічні, конструктивні та гідравлічні параметри імпульсного гомогенізатора молока у взаємозв’язку з енергетичними та якісними показниками.

Методи дослідження. Теоретичні залежності параметрів імпульсної гомогенізації молока визначалися за допомогою класичних залежностей гідродинаміки та прикладного програмування AnsysWorkbench. Фізико-хімічні методи використовувались при визначенні жирності молока. Експериментальні дані оброблювались за допомогою методів математичної статистики при використанні мікроскопу з веб-камерою та персонального комп’ютера з використанням табличного процесора Microsoft Excel та програмного забезпечення Mathcad.

Імпульсний гомогенізатор складається з робочої камери з поршнями-ударниками, які приводяться в коливальні рухи приводом. Основний поршень-ударник жорстко закріплений на штоку, а додатковий з’єднується з основним за допомогою пружини. Процес гомогенізації молока в даному пристрої полягає у подрібненні жирових кульок за рахунок градієнту швидкості потоку, який виникає завдяки імпульсним рухам поршнів-ударників з наскрізними отворами. Перевага даного гомогенізатора полягає в тому, що конструкція даного гомогенізатора дозволяє знизити енерговитрати на процес гомогенізації, при цьому якість молока залишається достатньо високою.

Ефект від застосування. Імпульсний гомогенізатор завдяки своїм технологічно-конструктивним параметрам дозволяє знизити енерговитрати на процес гомогенізації на 15% в порівнянні з існуючими гомогенізаторами та отримати продукт з середніми розмірами жирових часток до 0,8 мкм. Економічний ефект від заміни клапанного гомогенізатора А1-ОГ2М-2,5 на імпульсний становить 74040 грн. за рік, термін окупності капітальних вкладень – 0,18 років, досягається зниження питомих енерговитрат до 89% і експлуатаційних витрат – до 73%.

  1. Паляничка Н.О., Верхоланцева В.О., Ковальов О.О. Визначення якості гомогенізації молока в імпульсному гомогенізаторі / Сучасні наукові дослідження на шляху до євроінтеграції: матеріали міжнародного науково-практичного форуму (21-22 червня 2019р.) Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного
    за загальною редакцією д.т.н. професора Надикто В.Т. – Мелітополь: ФОП Однорог Т.В. 2019. –Частина 1. –c. 99 – 102
  2. Н.О. Паляничка, В.Г. Циб. Визначення швидкості потоку молока в імпульсному гомогенізаторі. Інноваційні аспекти розвитку обладнання харчової і готельної індустрії в умовах сучасності : третя міжнародна науково-практична конференція, 4–6 вересня 2019 р / під заг. ред. Г. В. Дейниченка. – Харків : ХДУХТ, 2019. 63-64 с.
  3. Самойчук К. О., Паляничка Н. О., Циб В. Г., Антонова Г. В. Використання імпульсного гомогенізатора в молочній промисловості // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету / ТДАТУ імені Дмитра Моторного. Мелітополь: ТДАТУ імені Дмитра Моторного, 2019. Вип. 19, т. 2. С. 12–17.
  4. Паляничка Н.О. Технологічне обладнання для гомогенізації молока // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету / ТДАТУ. Мелітополь: ТДАТУ, 2019. Вип. 19, т. 1. С. 102–109.
  5. Паляничка Н.А. Определение энергоемкости процесса импульсной гомогенизации молока // Тезисы 4-й Международной научно-практической конференция “Переработка и управление качеством сельскохозяйственной продукции” Белорусский государственный аграрный технический університет (21-22 марта 2019 г.) редкол. В. Я. Груданов [и др.]. – Минск: БГАТУ, 2019. С. 91-92.
  6. I. Palamarchuk, S. Kiurchev, V. Verkholantseva, N. Palianychka, O. Hryhorenko Optimization of the Parameters for the Process of Grain Cooling // Renewable Energy Sources: Engineering, Technology, Innovation, Springer Proceedings in Energy – 2018. Chapter No.: 94. – P. 981-988.
  7. Заугольніков М.С., Паляничка Н.О. Новітні пристрої для гомогенізації молока // Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції здобувачів вищої освіти і молодих учених: «Інноваційні технології розвитку у сфері харчових виробництв, готельно-ресторанного бізнесу, економіки та підприємництва: наукові пошуки молоді » 3 квітня 2019 р. – Харків : ХДУХТ, 2019. – С.279.
  8. Паляничка Н.О., Циб В.Г. Визначення потужності імпульсного гомогенізатора молока // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Розвиток харчових виробництв, ресторанного та готельного господарств і торгівлі: проблеми, перспективи, ефективність». – Харків : ХДУХТ, 2019. – Ч. 1. С. 235-236.
  9. Самойчук К.О.Вібраційні гомогенізатори молока / К.О. Самойчук, Н.О. Паляничка, В.О. Верхоланцева, В.П. Янович // Вібрації в техніці та технологіях. – Вінниця: ВНАУ. – №1 (88) – 2018. – С. 77–82.
  10. Deynichenko G. Parameter optimization of milk pulsation homogenizer / G. Deynichenko, K. Samoichuk, T. Yudina, L. Levchenko, N. Palianychka, V. Verkholantseva, D. Dmytrevskyi, V. Chervonyi // Journal of Hygienic Engineering and Design – 2018. Vol. 24. – p. 63-67.
  11. Паламарчук І.П. Визначення оптимальної геометричної форми отворів поршня-ударника імпульсного гомогенізатора молока / І.П. Паламарчук, Т.М. Вітенько, Н.О. Паляничка, С.Ф. Буденко, О.О. Вершков // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь, 2018. Вип. 18, Т.1. – С. 147 – 153.
  12. Паляничка Н.О. Аналіз новітніх пристроїв для гомогенізації молока. / Н.О. Паляничка,О.О. Вершков, Г.В. Антонова // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь, 2017. Вип. 17., Т.3. – С. 194 – 199.
  13. Паляничка Н.О. Визначення основних залежностей ефективності імпульсної гомогенізації молока / Н.О. Паляничка, С.В. Петриченко, Г.В. Антонова, Л.В. Левченко // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь, 2017. Вип. 17. Т.1. – С. 105 – 112.
  14. Паляничка Н.О. Експериментальне визначення якості гомогенізації молока в імпульсному гомогенізаторі / Н.О. Паляничка // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства імені Петра Василенка. – Харків, 2016, Вип. 179. – С. 39–44.
  15. Паляничка Н.О. Визначення шляхів зниження енерговитрат процесу гомогенізації молока / Н.О. Паляничка // Вісник Дніпропетровського державного аграрно-економічного університету. – Дніпропетровськ. – 2016. №1(39). – С. 53 – 56.
  16. Паляничка Н.О. Експериментальні дослідження впливу основних факторів на ступінь гомогенізації в імпульсному гомогенізаторі / Н.О. Паляничка, Г.В. Антонова // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь, 2016. Вип. 16, Т.1. – С. 21 – 28.
  17. Паляничка Н.О. Визначення основних параметрів і режимів роботи промислового зразка імпульсного гомогенізатора молока / Н.О. Паляничка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету.. – Мелітополь, 2015. Вип. 15, Т.1. – С. 187 – 191.
  18. Паляничка Н.О. Модель подрібнення жирової фази молока при імпульсній гомогенізації / Н.О. Паляничка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.14, Т.1. – 2014. – С. 24 – 29.
    Паляничка Н.О. Визначення ступеня гомогенізації при імпульсній гомогенізації молока / Н.О. Паляничка, О.В. Гвоздєв // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.13, Т.7. – 2013. – С. 102 – 107.
  19. Паляничка Н.О. Результати експериментальних досліджень процесу імпульсної гомогенізації молока / Н.О. Паляничка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.13, Т.1. – 2013. – С. 212 – 217.
  20. Паляничка Н.О. Визначення градієнту швидкості потоку молока при імпульсній гомогенізації / Н.О. Паляничка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.12, Т.4. – 2012. – С. 56 – 62.
  21. Гвоздєв О.В. Комп’ютерне моделювання імпульсного гомогенізатора молока з використанням програмного забезпечення Ansys Workbench / О.В. Гвоздєв, К.О. Самойчук, Н.О. Паляничка // Обладнання та технології харчових виробництв: тематичний збірник наукових праць. – Донецьк: ДонНУЕТ. Вип. 28. – 2012. – С. 294 – 300.
  22. Паляничка Н.О. Експериментальне обґрунтування параметрів імпульсного гомогенізатора молока / Н.О. Паляничка, О.В. Гвоздєв // Збірник наукових праць Одеської національної академії харчових технологій. – Одеса: ОНАХТ. Вип.39., Т.2. – 2011. – С. 177 – 181.
  23. Гвоздєв О.В. Обгрунтування параметрів імпульсного гомогенізатора молока / О.В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.11, Т.6. – 2011. – С. 191 – 197.
  24. Самойчук К.О. Аналіз сил, що діють на жирову кульку під час гомогенізації / К.О.Самойчук, Н.О.Паляничка // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. – 2010. – Вип. 10., т.3. – С. 87-92.
  25. Паляничка Н.О. Аналіз існуючих гіпотез руйнування жирових кульок / Н. О. Паляничка, О.В. Гвоздєв // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.10, Т.3. – 2010. – С. 48 – 54.
  26. Гвоздєв О.В Пошук конструктивного рішення імпульсного гомогенізатора молока / О.В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка, В.М. Яворницький // Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. – Мелітополь: ТДАТУ. Вип.8, Т.7. – 2008. – С. 28 – 32.
  27. Гвоздєв О.В. Лабораторно – експериментальні дослідження імпульсного гомогенізатора молока / О.В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка, І.В. Ляшок // Вісник Харківського Національного Технічного Університету імені Петра Василенка. Сучасні напрямки технології та механізації процесів переробних і харчових виробництв. – Харків: ХНТУСГ. Вип. 74. – 2008. – С.98 – 104.
  28. Гвоздєв О.В. Проектування імпульсного гомогенізатора молока / О. В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка, І.В. Ляшок // Праці Таврійської державної агротехнічної академії. – Мелітополь: ТДАТА. Вип.7, Т.5. – 2007. – С. 85 – 92.
  29. Samoichuk K. Research into milk homogenization in the pulsation machine with a vibrating rotor / K. Samoichuk, S. Kiurchev, V. Osokina К. Development of recipes and estimation of raw material for production of wheat bread / К. Osokina,
  30. Пат. на корисну модель 31092 Україна, МПК6 В01F 7/00, B01F 5/00. Гомогенізатор для рідких продуктів  / О.В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка, Т.О. Шпиганович, І.В. Ляшок ТДАТУ (Україна). – № 200713188 заявл. 27.11.2007 опубл. 25.03.2008 Бюл.№6.
  31. Пат. на корисну модель 37355 Україна, МПК6 В01F 7/00, B01F 5/00. Гомогенізатор для рідких продуктів / О.В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка, А.О. Івженко ТДАТУ (Україна). – № 200807808 заявл. 09.06.2008 опубл. 25.11.2008 Бюл.№22.
  32. Пат. на корисну модель 66085 Україна, МПК6 В01F 7/00, B01F 5/00. Гомогенізатор для рідких продуктів  / О.В. Гвоздєв, Н.О. Паляничка, К.О. Самойчук, А.О. Бездітний, В.В. Кучеренко ТДАТУ (Україна). – № 201106224 заявл. 18.05.2011 опубл. 26.12.2011 Бюл.№24.