DEVELOPMENT OF DRINKING MILK PRODUCTION TECHNOLOGY USING STREAM AND PULSATION HOMOGENIZERS
Abstract
To increase the energy efficiency of drinking milk production processes, it is necessary to solve the problem of high energy consumption for the homogenization process. For this purpose, the introduction of energy-efficient stream and pulsating homogenizers is proposed. But for their use by enterprises, an important step is to adjust the existing technological scheme of milk production and check its effectiveness experimentally. The purpose of this article is to develop a new technology for the production of drinking milk using jet and pulsating homogenizers. To achieve the goal, the article establishes the sequence of technological operations for the production of drinking milk using jet and pulsation homogenizers. Regime parameters of technological operations for the production of drinking milk using jet and pulsating homogenizers have been established. The list of technological operations of new technological schemes for the production of drinking milk include: evaluation of the quality of raw materials, reception of milk, its cooling, storage, cleaning, homogenization, pasteurization, cooling, inspection of the quality of the finished product, packaging, packaging and labeling and storage. Batches of drinking milk were produced using the developed technological schemes and checked for compliance of its quality with existing standards in Ukraine. Batches of dairy products were produced using the developed homogenizers. As a result of the analyzes carried out in the department of analytical research and quality of food products of the Institute of Food Resources of the National Academy of Sciences of Ukraine, it was established that according to organoleptic indicators: appearance and consistency, taste, smell and color, the produced drinking milk fully meets the standards. Bacteria and microorganisms, the content of which is not allowed by the current standards in the manufactured batches of the product, were not detected. Separately, it is necessary to highlight the fluctuations of the fat content of milk, according to which normalization was carried out in the jet homogenizer. This value did not exceed +0.05 -0.07%. That is, the accuracy of normalization is high. Drinking milk produced in this way fully complies with current norms and standards and can be recommended for production.
References
2. Нужин Е. В., Гладушняк А. К. Гомогенизация и гомогенизаторы: монографія. Одесса: Печатный дом, 2007. 264 с.
3. Ковальов О. О., Самойчук К. О., Фучаджи Н. О. Методологія дослідження параметрів струминних гомогенізаторів молока. Науковий вісник ТДАТУ. 2023. Вип. 13, т. 1. https://doi.org/10.31388/2220-8674-2023-1-15.
4. Протитечійно-струминна гомогенізація молока: монографія / Г. В. Дейниченко, К. О. Самойчук, С. В. Кюрчев та ін. Мелітополь: Видавничий будинок ММД, 2017. 188 с.
5. Самойчук К. О., Ковальов О. О. Розробка лабораторного зразка струминного гомогенізатору з роздільною подачею вершків. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2011. Вип. 11, т. 6. С. 77–83.
6. Кюрчев С. В., Самойчук К. О., Ялпачик В. Ф. Розробка експериментального зразка пульсаційного гомогенізатора молока. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету: наукове фахове видання. 2023. Вип. 23, т. 1.
7. Дейниченко Г. В., Самойчук К. О., Івженко А. О., Левченко Л. В. Аналіз конструкцій гомогенізаторів молочної промисловості. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2016. Вип. 16, т. 1. С. 9–15.
8. Кюрчев С. В., Самойчук К. О., Ломейко О. П. Визначення параметрів струминного та пульсаційного гомогенізаторів молока при їх промисловому застосуванні. Праці ТДАТУ. 2024. Вип. 24, т. 1. С. 53-62. https://doi.org/10.32782/2078-0877-2024-24-1-3.
9. Самойчук К. О., Ковальов О. О. Експериментальні дослідження струминного гомогенізатора з роздільним подаванням жирової фази. Обладнання та технології харчових виробництв. 2012. Вип. 28. С. 42–46.
10. Samoichuk K., Yalpachyk V., Kholobtseva I., Dmytrevskyi D., Chervonyi V. Design Improvement of the Rotary-Pulsation Device by Resonance Phenomena. In: Ivanov, V., Pavlenko, I., Edl, M., Machado, J., Xu, J. (eds) Advances in Design, Simulation and Manufacturing VII. DSMIE 2024. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2024. Р. 74–83.
11. Основи розрахунку та конструювання обладнання переробних і харчових виробництв: підручник / К. О. Самойчук, В. С. Бойко, В. О. Олексієнко та ін. Київ: ПрофКнига, 2020. 428 с.
12. Самойчук К. О., Ковальов О. О., Султанова В. О. Якість та енергетична ефективність процесу струминної гомогенізації молока з роздільною подачею вершків. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету. 2015. Вип.15, т. 1. С. 240–248.
13. Wang X., Wang Y., Li F., Li L., Ge X., Zhang S., Qiu T. Scale-up of microreactor: Effects of hydrodynamic diameter on liquid–liquid flow and mass transfer. Chem. Eng. Sci. 2020. Vol. 226., e115838. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115838.
14. J. Morales A., Watts J. McConville, Mechanical particle-size reduction techniques. AAPS Adv. Pharm. Sci. 2016. Vol. 22. P. 165–213. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42609-9_4.
15. Ялпачик В.Ф., Загорко Н.П., Паляничка Н.О., Буденко С.Ф., Самойчук К.О., Кюрчев С.В., Верхоланцева В.О., Олексієнко В.О., Циб В.Г. Технологічне обладнання для переробки продукції тваринництва: лабораторний практикум / В. Ф. Ялпачик, Н. П. Загорко, Н. О. Паляничка та ін. Мелітополь: Видавничий будинок Мелітопольської міської друкарні, 2017. 274 с.
16. Dhankhar P. Homogenization fundamentals. IOSR J. Eng. 2014. Vol. 4. P. 1–8. https://doi.org/10.9790/3021-04540108.
17. Huppertz T. Homogenization of Milk Other Types of Homogenizer (High-Speed Mixing, Ultrasonics, Microfluidizers, Membrane Emulsification). Encyclopedia of Dairy Sciences. 2nd ed. Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2011. P. 761–764. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-374407-4.00226-0.
18. Acharyaa S., Mishrab V., Patelc J. Enhancing the mixing process of two miscible fluids: A review. AIP Conference Proceedings. 2021. Vol. 2341. e030025. https://doi.org/10.1063/5.0051818.
19. Ciron C., Gee V., Kelly A., Auty M. Comparison of the effects of high-pressure microfluidization and conventional homogenization of milk on particle size, water retention and texture of non-fat and low-fat yoghurts. Int. Dairy J. 2010. Vol. 20. P. 314–320. https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2009.11.018.
20. Håkansson A., Fuchs L., Innings F., Revstedt J., Trägårdh C., Bergenståhl B. Velocity measurements of turbulent two-phase flow in a high-pressure homogenizer model. Chem. Eng. Commun. 2013. Vol. 200. P. 93–114. https://doi.org/10.1080/00986445.2012.691921.
21. Yong A., Islam M., Hasan N. The Effect of pH and High-Pressure Homogenization on Droplet Size. Sigma J. Eng. Nat. Sci. 2017. Vol. 35. P. 1–22. https://doi.org/10.26776/IJEMM.02.04.2017.05.
22. Wang X., Wang Y., Li F., Li L., Ge X., Zhang S., Qiu T. Scale-up of microreactor: Effects of hydrodynamic diameter on liquid–liquid flow and mass transfer. Chem. Eng. Sci. 2020. Vol. 226. e115838. https://doi.org/10.1016/j.ces.2020.115838.
23. Liao Y., Lucas D. A. Literature review of theoretical models for drop and bubble breakup in turbulent dispersions. Chem. Eng. Sci. 2009. Vol. 64. P. 3389–3406. https://doi.org/10.1016/J.CES.2009.04.026.
24. Postelmans A., Aernouts B., Jordens J., Van Gerven T., Saeys W. Milk homogenization monitoring: Fat globule size estimation from scattering spectra of milk. Innov. Food Sci. Emerg. Technol. 2020. Vol. 60. e102311. https://doi.org/10.1016/j.ifset.2020.102311.
25. Valencia Flores D., Hernández Herrero M., Guamis B., Ferragut V. Comparing the Effects of Ultra High Pressure Homogenization and Conventional Thermal Treatments on the Microbiological, Phys, and Chem Quality of Almond Beverages. J. Food Sci. 2013. Vol. 78. P. 199–205. https://doi.org/10.1111/1750 3841.12029.
