CS196256B2 - Method of drying the milk or similar liquids - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu sušení mléka nebo podobných tekutin, při němž se tekutina, s . výhodou ve formě - koncentrátu, suší v prvním stupni rozprašovacím způsobem v horkém plynu za použití -rotačního atomizéru na vlhký prášek, který se v druhém stupni dosouší · v horkém plynu na fluidním loži do obsahu vlhkosti požadovaného ve finálním výrobku, zatímco unášené malé částice se odlučují z plynu, opouštějícího oba stupně.

Fluidního lože je zde použito proto, že zahrnuje též takové sušárny, u kterých není rychlost sušicího plynu dostačující k udržení prášku v suspensi, avšak u kterých se pohybu prášku dosahuje . hlavně vibrací.

Označením „mléko nebo podobné tekutiny“ jsou zde - míněny tekutiny, které se běžně v komorové sušárně suší rozprašováním tak daleko, . až prášek opouštějící sušicí komoru vykazuje stupeň vlhkosti, který přibližně odpovídá zbytkové - vlhkosti finálního výrobku, . tvoří částice, jejichž vnitřek je v podstatném stupni vyplněn dutinkami. Vznik těchto dutinek je následek toho, že při sušení kapének tekutiny, vytvořených rozprášením, se utvoří film, který obklopuje tyto kapénky a který při běžném rozprašovacím sušení na obsah vlhkosti, který přísluší finálnímu výrobku, dosáhne takové pevnosti, že přes vakuum, vytvořené uvnitř částic se při . . sušicím· - procesu nezbortí, avšak zachová si pevný prostorový tvar . a . obklopuje dutiny, které vznikají při rozprašovacím sušení částečně v . důsledku vypuzení tekutiny odpařením, částečně v . důsledku . expanse, ke, které dochází . v časném stadiu sušení . následkem vnitřního vypařování a následkem uvolnění a . zahřátí vzduchu, obsaženého v tekutině.

Jakožto příklad jiných tekutin než mléko a produkty obsahující mléko, jako směsi kakaového mléka, . zahrnující též kysané . mléčné výrobky, které obsahují živé kultury bakterií, které při běžném rozprašovacím sušení vytvářejí částice s vysokým obsahem dutinek, . je možno jmenovat . jiné tekutiny obsahující bílkoviny, jako vaječné bílky, . vaječné žloutky, celovaječný obsah, roztok želatiny a. roztoky kaseinátů, jakož i sójové bílkovinné koncentráty a isoláty.

Při rozprašovacím sušení tekutin tohoto typu běžnou metodou způsobuje zmíněná vlastnost, že vyrobený prášek obsahuje velké množství dutinek, pročež má nízkou sypnou hmotnost a jednotlivé částice mají nízkou hustotu. Nízká sypná hmota prášku způsobuje .vysokou spotřebu obalového materiálu a prostoru při dopravě a skladování. Navíc ještě vzduch si průběhem času najde cestu do nitra vakuol, kterýžto vzduch společně se vzduchem, který je již přítomen v čerstvě vyrobeném prášku a který má svůj původ ve vzduchu, obsaženém v kapénkách tekutiny, se uvolní a v důsledku toho způsobuje nevítanou tvorbu pěny při rekonstituci prášku.

K dosažení výrobku s vysokou sypnou hmotou při rozprašovacím sušení mléka byly navrženy četné způsoby, např. podle britského patentu č. 1 044 501.

Podle uvedeného patentu se dosahuje poměrně vysoké sypné hmotnosti u odtučněného mléka pomocí zahuštěné suroviny, o obsahu sušiny vyšším než normálním a - o teplotě vyšší než· normální, např. 60 až 65 stupňů C, jíž se používá jakožto výchozího materiálu, a postupem sušení, který se provádí ve dvou stupních tak, že v prvním stupni se získá prášek s obsahem vody mezi 4,5 až 7 °/o, přednostně mezi 4,5 až 6 °/o, rozprašovacím sušením, kterýžto prášek se následně podrobí sekundárnímu sušení horkým plynem do obsahu vody asi 3,5 °/o. Tento proces je údajně velmi vhodný ve spojení s použitím rozprašovacích trysek, ale v určitých případech je též možné získat dobré výsledky při použití atomizéru s rotačním rozprašovacím kotoučem.

V citovaném patentu se uvádějí následující příklady známých metod, kterých je třeba použít k dosažení vysoké sypné hmotnosti: zvýšení viskosity koncentrátu určeného k rozprašovacímu sušení, snížení rychlosti otáčení rozprašovacího kotouče nebo snížení tlaku v rozprašovacích tryskách, jakož i konečně úprava teploty sušicího plynu v rozprašovací sušárně.

Tuto úpravu teploty musí odborník obeznalý s problematikou chápat jako snížení vstupní teploty sušicího plynu, vzhledem k vlivu vstupní teploty na sypnou hmotnost· vyrobeného prášků. Podle příkladu z knihy K. Masters: „Rozprašovací sušení“, Leonard Hill Books, Londýn (1972), str. 318 je zřejmé, že zvýšení vstupní teploty sušicího plynu způsobuje snížení sypné hmoty výrobků rozprašovacím způsobem u všech látek, uvedených ve zmíněné literatuře. Ukazuje se, že totéž platí pro roztoky želatiny, viz americký patent č. 1 734 260. .

V důsledku toho bylo překvapující, že' při použití rotačního atomizéru bylo možné získat vyšší sypnou hmotnost, než dosud a že to bylo možné docílit použitím způsobu podle prvního odstavce předmětu citovaného patentu, kterýžto proces je vyznačený kombinací následujících podmínek:

a) Teplota horkého plynu, který se přivádí do prvního stupně, je nejméně o 10 °C vyšší, než je nejvyšší teplota, přípustná pro sušenou tekutinu, jestliže by rozprašovací sušení k dosažení finálního výrobku s požadovaným obsahem vlhkosti _ a o stejném stupni tepelného poškození bylo provedeno jen v jednom stupni,

b) rozprašovací sušení v prvním stupni se provádí do takového obsahu vlhkosti práš ku opouštějícího tento stupeň, který v závislosti na sušené tekutině leží 2 až 15 % nad obsahem vlhkosti finálního výrobku a jehož nejvyšší hodnota je taková, aby se zabránilo aglomeraci,

c) jemné čásiice odloučené z plynu ee přidávají do hlavního podílu vyrobeného prášku dosušeného na obsah vlhkosti 2 až 10 %, takže jemné části se k němu nepřilepují a nevytvářejí stabilní aglomerátýí

K podrobnějšímu vysvětlení podmínek, uvedených pod bodem a, je třeba zdůraznit, že v případě rozprašovacího sušení tekutin, které obsahují složky citlivé na teplo, jako je tomu u tekutin podle tohoto vynálezu, se používá takové vstupní teploty sušicího plynu, která je nejvýše přípustná, aniž by se výrobek tepelně porušil v takovém rozsahu, že by jeho hodnoty byly narušeny. Při výrobě sušeného plnotučného mléka a sušeného odstředěného mléka se případné tepelné poškození výrobku projevuje zejména sníženou rozpustností prášku ve vtfdě. Aby si výrobek zasloužil označení mimořádné jakosti ve smyslu ADMT, požaduje se „index rozpustnosti“, stanovený podle této metody u plnotučného sušeného mléka nejvýše 0,5 milimetru a u odstředěného mléka nejvýše

1,25 ml.

STANOVENÍ INDEXU ROZPUSTNOSTI ADMI (Američan Dry Milk Institute, lne.)

Zařízení a reagencie:

Váhy — torzní nebo podobného typu, asi 500 g kapacita, citlivost 0,1 g nebo vyšší.

Odstředivka — s požadovaným počtem otáček za minutu a s nádobkami, které jsou přizpůsobeny kónickému tvaru zkumavek odstředivky. - Nemá se používat parní turbiny. nebo vyhřívané odstředivky pro Babcockovuzkoušku. Požadovaný počet otáček se stanoví za použití zkušebního vzorku a při uzavření dvířek odstředivky. V následující tabulce jsou požadované ot/min pro různé průměry hlavy

254 mm 1075 ot/min

304.7 mm 980 ot/min 355,6' mm 909 ot/min 406,4 mm 848 ot/min 457,2 mm 800 ot/min 508,0 mm 759 ot/min

558.8 mm 724 ot/min 609.6 mm 695 ot/min

Průměrem hlavy se míní vzdálenost mezi vnitřními dny proti sobě umístěných zkumavek, měřeno přes střed rotace hlavy odstředivky ve chvíli, kdy jsou zkumavky ve vodorovné poloze.

Zkumavky odstředivky — kónické se stupnicí od 0 do 1,0 ml dělení v 0,1 ml od 1,0 do 2,0 ml dělení v 0,2 ml od ' 2,0 do 10,0 ml dělení v 0,5 ml • ' od 10,0 do 30,0 ml dělení v 1,0 ml a značka 50,0 ml alespoň 12,7 mm od vrchu nádobky odstředivky. .

Skleněná nádobka — zvláštního 'typu, specifikovaného institutem Američan Dry Milk Institute (pro míchání vzorku v mísiči zvláštního typu).

MísiC — zvláštního typu specifikovaného ústavem Američan Dry Milk Institute. Listy míchadla musejí mít rozteč 30° a mají vzdálenost mezi listy 8,37 mm, což se musí periodicky zkoušet. .

Násosková trubice (pro odtahování mléka z nádobky odstředivky).

Voda destilovaná.

Prostředek proti - pěnění — diglykollaurát S.

Pracovní postup:

g sušeného odstředěného mléka nebo sušeného podmáslí, nebo 13 g sušeného plnotučného mléka, se přidá do 100 ml destilované vody o teplotě 24 °C ve speciální skleněné nádobce. -Skleněná nádobka se umístí - do mísiče a míchá , se přesně 90 sekund. Jestliže ' je bezprostřední potřeba opětovného použití mísicí skleněné nádobky, ' může se v této chvíli veškerý míchaný vzorek přemístit do , překlápěcího ústrojí (tumbler). . Vzorek se nechá stát po dobu nejvýše 15 minut.

Vzorek se dokonale promíchává lžičkou po dobu 5 ' sekund a bezprostředně se kapalinou plní kónická zkumavka odstředivky ke značce 50 ml. Nádobka se odstřeďuje po dobu 5 minut při požadovaných ot/min. Bezprostředně se odtáhne kapalina až na vzdálenost hladiny 5 ml od povrchu hladiny sedimentu a pečlivě se dbá, aby se vrstva sedimentu nerozvířila. Přidá se asi 25 ml . destilované vody o teplotě 24 °C a zkumavka odstředivky se mírně protřepe k dispergaci sedimentu, který . se popřípadě vyškrábhe drátem.' Nádobka odstředivky se plní po značku 50 ml destilovanou vodou o teplotě 24 - °C. Několikrát se převrátí k důkladnému promíchání obsahu. Opět se odstřeďuje za požadovaných ot/min - po dobu 5 min. Zkumavka odstředivky se drží ve svislé poloze s horní hladinou sedimentu v úrovni očí a zjišťuje - se podle nejbližší značky stupnice počet mililitrů sedimentu ve zkumavce odstředivky. Sediment se snadno rozezná, - jestliže se - nádobka odstředivky drží mezi očima a silným zdrojem světla.

V praxi se požaduje „index rozpustnosti“ nejvýše 0,5 - ml zpravidla pro oba výrobky. V případě - jiných výrobků se případné tepelné porušení projevuje, výrazným způsobem jinými změnami výrobku. Tak např. při sušení kysaných mléčných výrobků, které obsahují živé bakterie, se tepelné porušení projevuje výrazným - snížením aktivity bak6 terií v usušeném materiálu. Při sušení vaječného bílku je to zejména schopnost našlehání, která - je posuzovanou - vlastností finálního výrobku a která se - zhoršuje - případným tepelným narušením. Tyto vlastnosti různých tekutin znamenají, že daný stupeň tepelného narušení odpovídá určité maximální teplotě vstupního sušicího plynu, jestliže se - sušení provádí jakožto - rozprašovací sušení v jediném stupni až do - požadovaného obsahu vlhkosti.

Při způsobu sušení podle - tohoto vynálezu se používá vyšší teploty, než bylo doposud -možné použít při odpovídajících sušicích procesech, jak se uvádí pod bodem a, a to je možné provést bez zvýšení tepelného narušení v - - důsledku skutečnosti, že byly zavedeny podmínky bac, jelikož podmínka b zabraňuje, aby zvýšená teplota sušicího plynu způsobila zvýšení teploty - - prášku - a podmínka c zabraňuje, aby jemné částice - byly - uváděny zpět do - atomizované mlhy v sušicí komoře, jako- je tomu u běžného rozprašovacího sušení, při - kterém dochází k aglomeraci.

Podmínku - c je možné splnit vedením jemných částic do dolní části sušicí komory rozprašovací sušárny. V tomto případě jemné, poměrně - suché částice pokryjí hrubé částice v sušicí komoře - a tím zabrání, že se tyto slepí mezi sebou, nebo že přilnou ke stěnám komory. Je však třeba poznamenat, že přilnutí jemných částeček k , - hrubým je poměrně slabé v důsledku toho, - že jemné částice jsou přivedeny do styku s hrubými částicemi až tehdy, - když tyto - byly usušeny do určitého stupně, jak - je uvedeno- výše. Proto jemné - částice, - anebo alespoň většina z nich, se odděluje od hrubších mimo jiné tehdy, jestliže, se finální prášek podrobí pneumatické dopravě. To je v protikladu ke známému, tzv. „traight-through“ procesu, při kterém se jemné částice uvádějí do rozprášené mlhy, v kterémžto případě se tvoří odolné aglomeráty. ’

Alternativně lze jemné - částice, v závislosti na vlastnostech zpracovávaného materiálu, přidat k hlavnímu množství - - polotovaru, - jakmile opustil rozprašovací sušárnu a před usušením nebo - po usušení - v druhém stupni,- nebo v průběhu sušení v řečeném stupni, jak bude podrobněji popsáno níže.

Podmínkou c se zabraňuje, aby - jemné částice způsobovaly tvorbu aglomerovaných částic v horké zóně rozprašovací sušárny, což je důležité, jelikož se ukazuje — v protikladu k starší - - doměnce —, že aglomerované částice jsou právě nejcitlivější s ohledem na tepelné poškození v rozprašovací sušárně.

Při rozprašovacím sušení je snaha pracovat s nejvyšší možnou vstupní teplotou plynu uváděného - do rozprašovací sušárny, jelikož tím je možno- dosáhnout nejlepší tepelné hospodárnosti - sušicího procesu.

To vysvítá ze- skutečnosti, že procento

-625'6 celkové. · tepelné . účinnosti η lze vyjádřit přibližně následující rovnicí:

T1 — T₂ ^Ί·²

ve . které je Ti teplota ·' sušicího plynu při vstupu, T2 znamená .teplotu · · sušicího plynu při · výstupu (při ·adiabatickém procesu) a To . . znamená .teplotu . · okolního . vzduchu.; Z tohoto známého vzorce vysvítá, že tepelnou účinnost · lze .zvýšit,. . jestliže se ·zvýší · Ti, “zatímco současně T2 a . To zůstávají :v podstatě · konstantní. ' Zajisté není možno .. v případě zvýšení: · Ti, · ke. kterému dochází podle tohoto vynálezu, udržet. T2 zcela nezměněnou, ale při porovnání se zvýšením Ti . je zvýšení T2 nepodstatné.

Při . způsobu výroby podle tohoto vynálezu je teplota sušicího plynu při vstupu do rozprašovací sušárny, jak je .uvedeno výše, nejméně o 10 °C vyšší než je nejvyšší teplota, přípustná pro dotyčnou tekutinu, jestliže rozprašovací · sušení k výrobě ' . finálního · · výrobku s požadovaným .obsahem . vlhkosti . by bylo provedeno . pouze, v jednom . stupni a při . stejném stupni. tepelného . poškození. Určení této nejnižší diference 10 °C se zakládá na úvaze, že již při tomto. zvýšení teploty se dosáhne podstatné . zvýšení. tepelné hospodárnosti. Jak dalece toto zvýšení teploty může převýšit zmíněných 10 °C, lze určit v každém jednotlivém případě jednoduchými pokusy, takže se dosáhne maximální tepelné účinnosti . sušicího- plynu . - a současně . je třeba se ujistit, že tepelné . poškození . prášku se udrží . v přijatelných . mezích. Například při výrobě . . sušeného plnotučného,. mléka bude zvýšení vstupní . teploty . obnášet. .hodnotu mezi 10 a 90 °C, ve . srovnání se · vstupní teplotou odpovídající jednostupňového. . způsobu rozprašovacího sušení. * .

Při použití způsobu . výroby podle tohoto vynálezu se dosáhne jednak výrobku, .jehož sypná hmota je vyšší, než . bylo .dosuď dosažitelné u rozprašovacích sušáren s otáčivými rozprašovacími kotouči, jednak lepší tepelné účinnosti sušicího procesu, jelikož sušicí plyn . má při svém vstupu . do . rozprašovací sušárny vyšší teplotu.

Dalším znakem . způsobu. výroby . podle vynálezu, kterýžto znak přispívá k dosažení obzvláště dobré tepelné účinnosti je, že se — stejně jako v případě podle zmíněného britského patentu . — umožňuje použití výchozího materiálu o poměrně. vysokém obsahu sušiny, aniž by finální výrobek . doznal .jakéhokoliv významného tepelného poškození. V souvislosti s rozprašovacím sušením mléčných výrobků je všeobecně známo, že použití vysokého obsahu sušiny ve výchozí surovině má,' za jinak nezměněných podmínek, za následek sníženou rozpustnost . finálního výrobku, avšak přesto je možno . způsobem výroby podle vynálezu, též při použití např, zahuštěného odstředěného mléka s vysokým obsahem sušiny jakožto výchozího materiá8 lu, dosáhnout výrobku . s uspokojující . roz-. pustností. .

Obsah vlhkosti v prášku, který se získává sušením v rozprašovací sušárně, je, jak bylo řečeno, p 2 až 15 % vyšší, . než je požadovaný obsah . vlhkosti finálního výrobku a závisí . na druhu kapaliny, která se suší. Aby bylo možné.pracovat s vysokou vstupní teplotou sušicího. plynu v rozprašovací sušárně, bez poškození .. rozpustnosti . finálního . výrobku, je . žádoucí odstraňovat . prášek. z rozprašovací sušárny . s . poměrně . vysokým . obsahem . . vlhkosti, avšak - prášek samozřejmě nesmí být tak vlhký, že by se nemohl podrobit . sušení v . druhém stupni, ani tak velký, že by v prvním nebo. v ostatních stupních došlo k podstatné aglomeraci . částic v průběhu . sušicího .procesu, ·. jelikož taková aglomerace by způsobila snížení sypné hmotnosti a větší tepelné poškození finálního výrobku. V důsledku toho, podle druhu a koncentrace suroviny určené k rozprašovacímu sušení, . . určf odborník pokusně, jaký·. obsah vlhkosti.je .třeba zvollt-,ze zmíněného rozsahu, . aby . .... se dosáhlo optimální kombinace . dobré· .tepelné . účinnosti, vysoké sypné hmotností; . .prášku . a dobré . rozpustnosti . - finálního výrobku?

Při výrobě . sušeného' plnotučného mléka s obsahem vlhkosti .1,0 až 2,5 hmotnostních. % v koncentrátu ..- plnotučného mléka . o . obsahu sušiny .. 45- .. až . 57 hmotnostních % se . zjistilo,. že .způsobem výroby podle vynálezu . je možné získat prášek o sypné hmotě až 0,67 gramu/cm³, přičemž tento způsob výroby je vyznačený . tím, že sušicí plyn, který se uvádí do prvního stupně, má . teplotu mezi 190 až 270 °C: a že·· .-rozprašovací sušení . v prvním stupni se provádí do obsahu vlhkosti v prášku 4 až . IQ . hmotnostních °/o. Tak vysoké sypné hmotnosti prášku, při použití rotačního rozprašovacího . kotouče, nebylo dosud . dosaženo'. . ' · . Při. .. výrobě sušeného plnotučného mléka sedosáhne nejlepší kombinace . dobré tepelné účinnosti, . . vysoké sypné hmotnosti, prášku a .. .stálých provozních podmínek při . způsobů . . výroby, . který spočívá na použití .. koncentrátu plnotučného mléka o obsahu sušiny 50 «až 54 hmotnostních %, při . kterém plyn, který se . přivádí . do prvního stupně, má teplotu mezi 240 až . 260 °C a při kterém se rozprašovací sušení provádí do obsahu vlhkosti . 5 až . 7 hmotnostních %. Tím je možno obvykle dosáhnout sypné hmotnosti vyšší neš 0,65 g/cm³. .

Při výrobě sušeného odstředěného mléka s obsahem vlhkosti 1 až 4 hmotnostních '°/o, je výchozí materiál obvykle . zahuštěné odstředěné mléko o obsahu sušiny 45 až 57 hmotnostních % a používá se způsobu výroby, podle vynálezu: Horký plyn, který se vede do prvního stupně, má teplotu mezi 210 až 420°C a rozprašovací sušení v prvním stupni se provádí do obsahu vlhkosti prášku? 5 až 18 . ... hmotnostních °/o. . Tímto způsobem je možné dosáhnout sypné hmotnos196256 ti prášku až 0,77 g/cm3. Pokud je známo, je tato hodnota vyšší, než všechny dosavadní sypné hmotnosti získané při výrobě · sušeného. odstředěného mléka rozprašovacím sušením za použití atomiséru. '

Svrchu uvedená horní hranice 420°C · byla volena v důsledku skutečnosti, že z technických příčin ’ nebylo možné provést pokusy s ještě teplejším sušicím · plynem, takže sušicí teplota se neomezila na 420 °C z obavy o tepelné poškození výrobku.

Při výrobě sušeného . odstředěného mléka v praxi, bude při popsané technice výchozí surovinou koncentrát o obsahu sušiny 48 až 52 hmotnostních %, vstupní teplota sušicího plynu uváděného do rozprašovací sušárny 265 až 285 °C a rozprašovací sušení se provede do obsahu vlhkosti 4 až 6 · hmotnostních %. Přitom se obvykle dosáhne sypné hmotnosti vyšší než 0,70 g/cm³.

Důvodem dosažení obzvláště vysoké sypné . hmotnosti finálního . produktu, při použití způsobu výroby podle vynálezu je. jednak to, že dutinky zaujímají menší objem v jednotlivých částicích, jednak to, že částice jsou aglomerovány Jenom v mírném stupni.

Mikroskopické pozorování částic sušeného. odstředěného mléka ukázalo, že jednotlivé částice mají silně zborcené stěny, které jsou v četných případech vyduté (konkáv- ní). Je proto nutné předpokládat, že to je v důsledku skutečnosti,· že. při sušení způsobem podle vynálezu si zachovávají stěny částic svoji tvárnost tak dlouho, až se smrští dovnitř, v důsledku vakua, které, jak · bylo již řečeno, nastává v určitém stadiu sušení částic.

V protikladu k tomu, ukázalo mikroskopické pozorování · sušeného odstředěného mléka, které bylo sušeno v rozprašovací sušárně na zbytkový obsah vlhkosti 3,8 %, že individuální částice mají přibližně kulovitý tvar a mají vypouklý povrch.

Jelikož podle popsaného způsobu se sušení v prvním stupni provádí v souladu s tvrzením, uvedeným v bodě b.a jelikož dodržením podmínky c se zabraňuje, aby jemné částice odloučené z odcházejícího plynu z rozprašovací sušárny a z fluidního žlabu se uváděly zpátky do rozprášené mlhy v rozprašovací sušárně, kde by mohly vytvořit velké, odolné aglomeráty, získá se způsobem podle vynálezu výrobek, který je aglomerován jenom v mírném rozsahu, kterýžto charakteristický znak přispívá k dosažení vysoké sypné hmotnosti.

Až dosud, zejména při dřívějších způsobech výroby tzv. okamžité rozpustného (instantního) sušeného plnotučného mléka a sušeného odstředěného mléka, bylo cílem dosažení značné aglomerace, · čímž se. dosahuje dobré smáčivosti výrobku a následkem toho se usnadní jeho rekonstituce. Výrobek, který se vyrábí způsobem podle vynálezu, má v důsledku chybějící aglomerace poměrně sníženou schopnost rekonstituce. To však nevadí v těch četných přípa dech, kdy se při rekonstituci používá mechanického zařízení, nebo v těch častých případech, při kterých nedochází vůbec k žádnému rozpouštění, což nastává například, jestliže se sušené .mléko zahnětává do poměrně tuhých . hmot, jako při výrobě · čokolády, pečivá nebo uzenin.

Způsob výroby podle tohoto vynálezu je podrobněji vysvětlen s odkazem na schéma, které graficky znázorňuje . . výrobní postup.

V tomto výkresu je patrná rozprašovací sušárna 1 s otáčivým rozprašovacím kotoučem 2. Tekutina, která se má sušit rozprašovacím způsobem přichází potrubím 3, kterážto tekutina je přednostně zahuštěná, jako např. zahuštěné plnotučné mléko nebo zahuštěné odstředěné mléko. Potrubím 4 se přivádí sušicí plyn, který má teplotu splňující podmínku, uvedenou pod bodem a.

Vzájemný · poměr mezi množstvím tekutiny dodávané potrubím 3 a množstvím sušicího plynu přiváděného potrubím 4 se upraví tak, aby prášek, opouštějící rozprašovací sušárnu výstupem prášku 5, měl obsah vlhkosti, který splňuje požadavky, zmíněné pod bodem b. .

Z výstupu prášku 5 vstupuje prášek do sušicího zařízení zahrnujícího fluidní žlab, kteréžto sušicí zařízení je výhodně vibračního typu.

V sušicím zařízení 6 je plyn pro sušení a chlazení prášku dodáván potrubím 7, 8 a 9, takže prášek může opustit sušicí zařízení 6 potrubím 10 s požadovaným obsahem zbytkové vlhkosti.

Plyn z rozprašovací sušárny 1, obsahující množství jemných částeček, opouští rozprašovací sušárnu potrubím · 11 a vstupuje · do cyklonu 12. Plyn, který opouští sušicí zařízení 6 potrubím 13, obsahuje podobné množství jemných částeček a přivádí se do· cyklonu 14.

Plyn, ze kterého se odloučily částice v cyklonu 12 se vypouští potrubím 12a, zatímco prášek odloučený v cyklonu, opouští cyklon dolem, potrubím 15. Stejným způsobem plyn, ze kterého se odloučily částice v cyklonu 14, se vypouští potrubím 16, zatímco prášek odchází zespodu cyklonu potrubím 17. Ve znázorněném provedení se potrubí 15 a 17 spojují a prášek, odloučený v ·cyklonech a sestávající z · jemných částeček, se přivádí opět do hlavního množství výrobku v místě poblíže výstupu prášku z vibračního sušicího zařízení 6. Alternativně lze prášek přicházející . potrubím 15 a 17 přirozeně přidat k hlavnímu množství v následném stupni. Rozhodujícím faktorem je pouze to, že · tento prášek, který sestává z jemných částeček se nevede, jak tomu bývá v četných jiných případech, zpět do rozprášené mlhoviny v rozprašovací sušárně 1, kde by mohl vytvářet odolné aglomeráty. Navíc ještě prášek, který opouští cyklon 12 potrubím · 15, se nesmí přidávat do hlavního množství výrobku bezprostředně před,

625 6^; nebo do přední čášti sušicího' zařízení 6, jestliže v tomto stadiu je hlavní množství tvořeno lepivým výrobkem, jako je tomu v případě výrobků; obsahujících cukr, například výrobku pro dětskou výživu. ?ři výdobě běžného sušeného plnotučného mléka, nebo sušeného odstředěného mléka, se však mohou jemné částečky, přicházející z cyklonu, obvykle přivádět do přední části sušicího zařízení, bez jakéhokoli nebezpečí vzniku aglomerace.

Při výrobě sušeného odstředěného mléka a sušeného plnotučného mléka, mají jemné Částečky přicházející z cyklonu 14 často tak vysoký obsah vlhkosti, že je nezbytné je přidat к hlavnímu množství výrobku poblíže nebo zcela do vstupní části vibračního sušicího zařízení' 6, zatímco jemné částečky z cyklonu 12 jsou obvykle tak suché, že je možno přidat к hlavnímu množství až po opuštění sušicího zařízení 6.

Jak bylo uvedeno výše, mohou se jemné částečky za některých okolností s výhodou uvádět do spodní Části rozprašovací sušárny. Tato úprava je znázorněna na výkresu čárkovanou čarou.

Způsob výroby podle tohoto vynálezu je vysvětlen podrobněji pomocí následujících příkladů.:

Pří к 1 a d у 1 až 15

Byla provedena řada pokusů na rozprašovacím sušicím zařízení výroby NIRO ATOMIZER. Sušicí komora měla průměr 10 m a byla vybavena otáčivým kotoučem (atomisérem).

Otáčivý rozprašovací kotouč měl průměr 210 mm a při všech pokusech 1 až 15 byla rychlost otáčení nastavena na 15 000 ot/min. Přesné údaje o podmínkách, za kterých se pokusy prováděly a o výsledcích, kterých se dosáhlo, jsou uvedeny v tabulkách I a II.

. V příkladech 1 až 8 bylo použito jakožto výchozí suroviny odstředěného mléka a v příkladech 9 až 15 bylo výchozím materiálem plnotučné mléko.

V příkladech 1 až. 6 a 9 až 13 byl za rozprašovací sušárnou napojen vibrační fluidní žlab, do něhož se uváděl sušicí plyn o teplotě 90 °C.

. V příkladech 1 až 5 a 9 až 12, což jsou příklady provedení způsobu výroby podle vynálezu, byly jemné částečky, odloučené z odcházejícího plynu z rozprašovací sušárny á z vibračního sušicího zařízení, úváděny zpátky do hlavního množství prášku a sice na výstupu z vibračního sušicího zařízení.

V protikladu к tomu, byly jemné částečky odloučené z odcházejícího plynu z rozprašovací komory a z vibračního sušicího zařízení, v případě příkladů 8 až 13, což jsou srovnávací pokusy se známým způsobem' „straight-through“, uváděny zpět dó roznášené mlhoviny v rozprašovací sušicí komoře.

Příklady 7 až 8 a 14 až 15 jsou srovnávací pokusy, které byly provedeny na téže rozprašovací sušárně, avšak bez jakéhokoli dosoušení, což znamená, že sušicí proces se prováděl takovým způsobem, že rozprašovacím způsobem sušený výrobek byl finálním výrobkem s požadovaným obsahem vlhkosti. V těchto případech se jemné částečky neuváděly zpět do rozprášené mlhy v rozprašovací sušárně, avšak mísily se do prášku, opouštějícího dnem rozprašovací sušárnu. Sypné hmotnosti výrobků byly stanoveny u každého vzorku, jehož sypná hmotnost se určovala po 1250násobném sklepání, což znamená až dosáhl konstantního objemu. Rozpustnost byla stanoveno metodou ADMI, popsanou výše, a hodnoty takto zjištěné jsou uvedeny v tabulkách jakožto „index rozpustnosti“. Stupeň připálených částic byl rovněž stanoven metodou ADMI. '

Porovnáním výsledků pokusů bylo mezi jiným zjištěno toto:

V příkladech 1 až 4 a 9 až 12, při kterých se pracovalo způsobem podle vynálezu, byly získány výrobky· s podstatně vyššími sypnými hmotnostmi, než tomu bylo v případech srovnávacích příkladů 6 až 8 a 13 až 15.

V příkladu 3 měl sušicí plyn při vstupu do rozprašovací sušárny teplotu, která byla o 10 °C vyšší, než odpovídající teplota ve srovnávacích příkladech 6 a 8, avšak přesto byla rozpustnost výrobku získaného v příkladě 3 přesně tak dobrá, jako rozpustnost výrobku získaného v příkladě 6 a podstatně lepší, než rozpustnost výrobku získaného v př. 8. V př. 3 byla získána tatáž rozpustnost jako v příkladě 7 přesto, že sušicí plyn měl na vstupu do rozprašovací sušárny teplotu, která byla o 30 °C vyšší.

Porovnání příkladů 1 a 2 s příkladem 6 ukazuje, že jestliže se použije stejné vstupní teploty sušicího plynu, dosáhne se lepší rozpustnosti způsobem výroby podle vynálezu, než způsobem „straight-through“ a jak již bylo uvedeno dříve, dosáhne se navíc mnohem vyšší sypné hmotnosti.

Příklady 4 a 5 ukazují, že způsobem výroby podle vynálezu se může vstupní teplota podstatně zvýšit, na rozdíl od toho, co platí pro způsob „straight-through“ a pro jednostupňový proces, než nastane znatelné snížení rozpustnosti výrobku.

Výsledky získané v příkladech 9 až 15 se zahuštěným plnotučným mlékem, uvedené v tab. II, ukazují stejnou tendenci, jako výsledky v příkladech 1 až 8 se zahuštěným odstředěným mlékem.

оо

rH ю

DÍ 03 я Рч со о от ф о от см со оь Ф оо от гЧ о о о id о оо см

ООО ю о от см см о о ш ю от см

ю ю § ю СО* СО* θ’* о*

Ф_л Ф~ g гН со* со* о*

ID in g гН

СО* ©сэСЭ

LD Ф_Л § <4

СО* СО* О

ID О £5 СО* СО* Q о*

1D

о о

1Л оо

O o		ID - к CO	А '<
T-H	CM~	CM CD	p -

оО от

CO'		rH	<f*
cm	CMq	o

cd з ri rQ cd Η

CM тН o

s<D

S(D ri

Ю ri 4-» o ri

CM to

CO CO	to^	ч-H CM 4id	v!	<
	ID*	«О*	О*

O O CM о от гЧ o

CO

LO~	r-i CD	CO
LÍD*	cm o-	o

ID~ ID*

ID ID* < ^CM O“ a5 CM o

co Ф	o co	co ts	to'		tH
	Ή		to*	CM o	O*

Stupeň připálených částic (metodou ADMI)

6 2 5 6

P ř í к 1 a d 16

V tomto příkladu bylo použito poloprovozní rozprašovací sušárny o průměru sušicí komory 2,2 m. Rozprašovací kotouč měl průměr 110 m a rychlost otáčení 18 000 ot/ /min.

Dosoušení se provádělo v sušicím zařízení tvořeném vibračním fluidním žlabem, ke kterému se přiváděl sušicí plyn o teplotě asi 110 °C. Jemné částečky, které byly odloučeny z odcházejícího plynu z rozprašovací sušicí komory se mísily s hlavním množstvím teprve po opuštění vibračního zařízení, zatímco jemné částečky, odloučené z plynu odcházejícího ze sušicího fluidního zařízení se přiváděly zpět do .vstupní části téhož zařízení.

Jako výchozího materiálu bylo použito zahuštěného odstředěného mléka o obsahu sušiny 46 hmotnostních % a o teplotě 40 °C.

Ostatní podmínky, které byly dodrženy

400 °C °C

14,5 % 4 %

0,71 g/cm³ během tohoto pokusu a výsledky, kterých se dosáhlo, byly následující:

Vstupní teplota sušicího plynu Výstupní teplota sušicího plynu Obsah vody v prášku sušeném rozprašovánímObsah vody ve finálním výrobku Sypná hmotnost prášku*] Index rozpustnosti (metodou ADMI] 0,5

*) Stanovena u prášku, odloučeném z plynu odcházejícího z vibračního fluidního sušicího zařízení.

uvedených výsledků zkoušky se ukazuje, že u způsobu výroby podle vynálezu je možné použít mnohem vyšší vstupní teploty sušicího plynu pro rozprašovací sušárnu, než bylo dosud pokládáno za možné při výrobě sušeného odstředěného mléka bez nepřijatelného narušení rozpustnosti.

Claims (6)

1. Způsob sušení mléka nebo podobných tekutin, při němž se tekutina, s výhodou zahuštěná, suší v prvním stupni komorové rozprašovací sušárny za použití atomlséru v horkém plynu na vlhký prášek, který se v druhém stupni dosouší v horkém plynu na fluidním loži do obsahu vlhkosti požadovaného ve finálním výrobku, zatímco unášené jemné částečky se odlučují z plynu, opouštějícího oba stupně, vyznačený tím, že:

a) teplota sušicího plynu, který se přivádí do prvního stupně je nejméně o 10 °C vyšší, než je nejvyšší teplota,. přípustná pro uvažovanou tekutinu, pro rozprašovací sušení v jednom stupni, к dosažení finálního výrobku s požadovaným obsahem vlhkosti a o stejném stupni tepelného poškození,

b) rozprašovací sušení v prvním stupni se provádí do takového obsahu vlhkosti prášku opouštějícího tento stupeň, který s ohledem na sušené tekutiny leží 2 až 15 '% nad obsahem vlhkosti finálního výrobku a jehož nejvyšší hodnota je nižší, než teplota, při níž nastává aglomerace,

c) jemné částice odloučené z plynu se přidávají do hlavního podílu vyrobeného prášku, až se tento dosuší na obsah vlhkosti 2 až 10 %.

2. Způsob podle bodu 1, při němž je surovinou zahuštěné plnotučné mléko o sušině 45 až 57 % a finální produkt obsahuje 1,0 až 2,5 hmotnostních % vody s indexem rozpustnosti maximálně 0,5 ml, vyznačený tím, že horký plyn, který se dodává do prvního stupně, má teplotu mezi 190 a 270 °C a že rozprašovací sušení v prvním stupni

VYNALEZU se provádí do obsahu vlhkosti v prášku 4 až 10 hmotnostních °/o.

3. Způsob podle bodu 2, při němž je výchozí surovinou zahuštěné plnotučné mléko o sušině 50 až 54 hmotnostních %, vyznačený tím, že plyn, který se dodává do prvního stupně, má teplotu mezi 240 a 260 st. Celsia a že rozprašovací sušení v prvním stupni se provádí do obsahu vlhkosti v prášku 5 až 7 hmotnostních %.

4. Způsob podle bodu 1, při němž je výchozí surovinou zahuštěné odstředěné mléko o sušině 45 až .57 % a finální produkt obsahuje 1 až 4 hmotnostních % vody, přičemž index rozpustnosti (stanovený metodou ADMI) je maximálně 0,5 ml, vyznačený tím, že horký plyn, který se dodává do prvního stupně, má. teplotu mezi 210 a 420 st. Celsia a rozprašovací sušení v prvním stupni se provádí do obsahu vlhkosti v prášku 5 až 18 hmotnostních %.

5. Způsob podle bodu 4, při němž je výchozí surovinou zahuštěné odstředěné mléko o sušině 48 až 52 hmotnostních %, vyznačený tím, že plyn, který se dodává do ' prvního stupně, má teplotu mezi 265 a 285 st. Celsia a že rozprašovací sušení v prvním stupni se provádí do obsahu vlhkosti v prášku 4 až 6 hmotnostních %.

6. Způsob podle bodu 1, při němž sušený finální produkt obsahuje mléko, vyznačený tím, že jemné částice sušeného mléka, odloučené ze sušicího plynu, odváděného z prvního a druhého stupně sušárny, se přidávají к hlavnímu podílu sušeného mléka, který je nejdále od atomiséru.