Vákuový kryštalizátor s chladením

Vákuové kryštalizátory-chladiče na sladené kondenzované mlieko majú široké využitie v potravinárskej výrobe, pretože zaručujú nielen kvalitnú, ale aj rýchlu kryštalizáciu vo vysoko hygienických podmienkach zabezpečených vákuom. Proces sa zvyčajne delí na dva základné stupne: rýchle ochladenie na nastavenú teplotu na pridanie laktózy a priama kryštalizácia podľa vzorky (veľkosti kryštálov laktózy) produktu.

Charakteristickým znakom tohto zariadenia je kombinácia vákuového chladenia s dodatočným núteným chladením pomocou chladiva (termalnej tekutiny) v duplikátore, čím sa zvyšuje účinnosť chladenia v každej časti procesu.

Sladené kondenzované mlieko sa odporúča ochladiť ihneď po procese odparovania, kvôli negatívnym vlastnostiam sacharózy, ktorá znižuje rozpúšťanie laktózy v zmesi. Laktóza v zmesi sa úplne nerozpustí vo vode; časť z nej, keď je roztok presýtený, sa ukladá vo forme veľkých stredov kryštálov na stenách nádob. Kryštalizácia cukrov je prirodzený proces, takže aby sa zabezpečilo, že svojou zrnitosťou negatívne neovplyvní výsledný produkt, odporúča sa vykonať rýchle ochladenie, aby sa vytvorili malé kryštály laktózy, čím sa riadia kryštalizačné procesy a získava homogénny kryštalický produkt s podobne veľkými malými kryštálmi. Pri mlieku a konzervách s cukrom sa odporúča zamerať sa na veľkosť kryštálov laktózy v mlieku – do 10 mikrónov. Pridanie takzvaného semena je životne dôležité; niekedy sa ako zárodok použije asi 0,02 až 0,05 % hmotnosti produktu (kondenzované kryštalizované mlieko) z predchádzajúcej šarže. Veľkosť kryštálov do 10 mikrónov žiadnym spôsobom neovplyvňuje chuť kondenzovaného mlieka, pretože ju necítia ani nerozoznávajú receptory jazyka. Na získanie konečného produktu 10 mikrónov v kondenzovanom mlieku sa odporúča pridať laktózu s maximálnou veľkosťou 3-4 mikróny. Okrem laktózy sa môžu pridať ďalšie aktivátory tvorby kryštálov na zintenzívnenie procesu kryštalizácie.

Kondenzované mlieko s cukrom sa skryštalizuje a ochladí na izbovú teplotu, približne 20 °C, potom je možné kondenzované mlieko vyložiť a prepraviť na balenie. Kondenzované mlieko sa odporúča skladovať pri teplote 0-10 stupňov. Oddelenia kontroly výroby zvyčajne skladujú malé množstvá produktu z každej šarže po dobu jedného roka, pričom pravidelne testujú bezpečnosť, vrátane testovania veľkosti kryštálov.

Výhody:

• Vákuové chladenie v kombinácii s núteným chladením umožňuje rýchlo a efektívne ochladiť zmes znížením bodu varu vody vo vnútri pracovnej nádoby v dôsledku podmienok vákua a dodatočným zdrojom ľadovej vody cirkulujúcej cez „plášť“ inštalácie.
• Pre kvalitnú kryštalizáciu je potrebné zbaviť sa vzduchových bublín, ktoré môžu vznikať pri neustálom miešaní; vákuum nasáva vzduchové Inklúzie na povrch a odstraňuje plyny z inštalácie.
• Rámové miešacie zariadenie má výkonný elektrický pohon, pretože počas kryštalizácie a chladenia sa kondenzované mlieko vo svojej štruktúre stáva vysoko viskóznym. Miešacie zariadenie má špeciálne škrabky vyrobené z fluoroplastu, ktoré pomáhajú nielen pri miešaní, ale aj pri odstraňovaní novovytvorených stredov malých kryštálikov zo stien inštalácie, čím sa zabezpečuje, že sú rovnomerne rozložené vo výrobku.
• Šikmý dizajn s gravitačným miešaním je know-how nášho priemyselného dizajnu, ktorý umožňuje zvýšiť účinnosť miešania minimálne 2x, čo je veľmi dôležité ako pre rýchle ochladenie kondenzovaného mlieka v kryštalizátore, tak aj pre riadený proces kryštalizácie.
• Naklonená konštrukcia taktiež umožňuje zlepšiť vykladanie hustého a viskózneho produktu z kryštalizátora, ako je sladené kondenzované mlieko po kryštalizácii a ochladení. Výstupný ventil je umiestnený v najnižšom bode; pri modeli 100 je už v základnej verzii nainštalovaný spodný ventil. Aj pri malom objeme v kryštalizátore budú straty produktu minimálne.
• Vyhodou týchto typov kryštalizátorov je "prívod v potoku", ktore zabezpečuje vysoké percento rýchleho rozpúšťania pridaných zárodočných kryštálov pri ich vstupe do zariadenia pod hladinou kvapaliny cez cirkulačný okruh zdola. Odporúča sa okruh s núteným obehom, pretože umožňuje potenciálne zvýšenie výkonu núteného chladenia inštaláciou výmenníka tepla do externého cirkulačného okruhu.
• Na vytvorenie vákua je možné použiť rôzne vákuové čerpadla (vývevy); v základnom prevedení aj pre malé objemy spracovávaného produktu sa používajú vákuové ejektorové čerpadlá pracujúce na stlačený vzduch. Vďaka modulárnej úprave inštalácie si zákazník môže zvoliť vákuový generátor (vodokruhové vákuové čerpadlo, olejové vákuové čerpadlo).
• Plášť je umiestnený po celej výške vákuovej nádoby ako aj dna, čo zaručuje vysokú plochu prenosu tepla a intenzívne nútené chladenie (prenos tepla).
• Horný kryt je možné úplne odstrániť; je namontovaný na špeciálnych skrutkách, čo uľahčuje údržbu a servis inštalácie.
• Na hornej časti tela je poklop a kontrolné okienko na vizuálnu kontrolu.
• Na presnú kontrolu teploty produktu vo vnútri je na dne nádoby nainštalovaný špeciálny profesionálny snímač teploty produktu z nehrdzavejúcej ocele.

Princíp fungovania

Kvapalný produkt z vákuovej odparovacej jednotky sa privádza do kryštalizátora-chladiča pomocou čerpadla podľa rovnakého procesu, aký sa používa v našej výrobnej linke na sladené kondenzované mlieko podľa GOST. Po naložení sa zapnutím vákuových ejektorov vytvorí redšie prostredie a zníži sa bod varu vody. V dôsledku poklesu tlaku sa produkt začne ochladzovať. Malo by sa vziať do úvahy, že chladiaci kryštalizátor taktiež spôsobuje určité dodatočné odparovanie produktu ako vedľajší účinok. Pre zvýšenie účinnosti chladiaceho procesu sa do plášťa kryštalizátora (duplikátora) privádza ľadová voda z externého zdroja. Tento kombinovaný spôsob chladenia výrazne skracuje čas potrebný na dosiahnutie teploty vhodnej na „pridania semena“. Teplota pridávania kryštálov laktózy sa môže meniť v závislosti od formulácie produktu; v priemere je 32 stupňov. Po pridaní laktózy, proces kryštalizácie počas chladenia pokračuje, kým produkt nedosiahne teplotu asi 20 stupňov. Pre riadenú kryštalizáciu počas chladenia je potrebné rýchle a intenzívne chladenie, preto možno zabezpečiť dodatočný nútený zdroj prenosu tepla - výmenník tepla vo vonkajšom cirkulačnom okruhu, kde sa produkt cirkulujúci v opačnom smere stretáva s chladiacim okruhom. Pre uľahčenie núteného chladenia cez plášť (duplikátor) systému a výmenník tepla je potrebné mať zdroj ľadovej vody s teplotou od 5 do 6 °C.

Po spracovaní môže byť kondenzované mlieko, okrem balenia, odoslané aj do ďalšej spracovateľskej časti - varenie, aby sa získalo takzvané varené kondenzované mlieko. Varenie je možné vykonávať na špeciálnej rade dvojplášťových varných kotlov série Double cook.

Základná verzia

Základná verzia kryštalizátora-chladiča pozostava z dvojvrstvovej vákuovej nádrže inštalovanej na šikmej nosnej konštrukcii s plášťom pokrývajúcim steny a dno reaktora na chladivo (do 0,5 baru). Súčasťou je aj rámové miešacie zariadenie so škrabkami. Horná časť tela obsahuje poklop a kontrolné okienko, pričom vákuový generátor, konkrétne vákuová pumpa na stlačený vzduch, je tiež súčasťou nastavenia. Ovládací panel je vybavený termoregulátorom pre reguláciu teploty a systémom jemného štartu miešacieho zariadenia. Na zabezpečenie správneho fungovania inštalácie je potrebný zdroj stlačeného vzduchu s tlakom 6-10 bar a objemom cca 300 l/min, ako aj zdroj ľadovej vody s teplotou 5-6 stupňov (nie je súčasťou dodávky v základnej verzii inštalácie).

Odporúčané možnosti

• Vonkajší cirkulačný obežný okruh s čerpadlom
• Systém dodavania laktózy pod hladinou kvapaliny
• Tichý kompresor (zdroj stlačeného vzduchu)
• Stanica ľadovej vody (chladič s vyrovnávacou nádržou a čerpadlom chladiaceho okruhu)
• Frekvenčný menič zmiešavača
• Ovládací panel HMI
• Systém udržiavania a regulácie vákua
• Nožný ventil pre 300 l model
• CIP čistiace hlavy (rotačné)