Кемерово, Кемеровская область, Россия
Кемерово, Кемеровская область, Россия
Целью настоящего исследования являлась комплексная оптимизация режимов работы сепаратора-сливкоотделителя для гарантированного получения стандартизированных сливок с массовой долей жира 35 % и минимизации потерь ценного сырья, а также гарантированного получения стандартизированных продуктов с заданными показателями качества. Установлены количественные зависимости и построены математические модели, описывающие совместное влияние ключевых технологических параметров (температура сепарирования, частота вращения ротора, расход молока, подача молока на входе в сепаратор) на жирность обезжиренного молока и сливок. Представлены регрессионные модели. Проведен дисперсионный анализ, который показал, что температура вносит наибольший вклад (62,3 %) в эффективность разделения. В результате оптимизации методом функции желательности установлены и экспериментально верифицированы оптимальные параметры: температура 50 °C, частота вращения 9000 об/мин, подача молока на входе в сепаратор 6000 л/ч. Разработан высокоэффективный технологический режим, позволяющий снизить потери жира с обезжиренным молоком до 0,047 %, стабильно получать сливки с массовой долей жира 35,2 %. Полученные модели и установленные оптимальные условия сепарирования имеют практическую значимость для предприятий молочной промышленности, обеспечивая ресурсосбережение и стабильность технологического процесса при производстве широкого ассортимента стандартизированной продукции.
сепарирование, стандартизация молока, сливки, жир, оптимизация, потери жира, сепаратор
1. Mikhaylin, S. Milk protein production by a more environmentally sustainable process; bipolar membrane electrodialysis coupled with ultrafiltration / S. Mikhaylin [et al.] // Green Chemistry. 2018. Vol. 2. P. 449–456. https://doi.org/10.1039/c7gc02154b
2. Altin, K. T. Antibacterial effects of saliva substitutes containing lysozyme or lactoferrin against Streptococcus mutans / K. T. Altin [et al.] // Archives of Oral Biology. 2021. Vol. 129. Art. no. 105183. https://doi.org/10.1016/j.archoralbio.2021.105183
3. Багаев, А. А. Результаты применения первой теоремы подобия к моделированию процессов электроконтактного нагрева жидкостей на основе экспериментальных данных / А. А. Багаев, Е. Б. Семенов // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2024. № 5(235). С. 70–78. https://doi.org/10.53083/1996-4277-2024-235-5-70-78; https://elibrary.ru/hesxtk
4. Алексеев, Г. В. Аналитическое исследование процесса импульсного (дискретного) теплового воздействия на перерабатываемое пищевое сырье / Г. В. Алексеев, Б. А. Вороненко, В. А. Головацкий // Новые технологии. 2012. № 2. С. 11–15. https://elibrary.ru/papcyd
5. Agborambang, M. E. Characterization of mixing by cfd simulation and optimization of mixing frequency to break scum and enhance methane yield in chinese dome digester / M. E. Agborambang [et al.] // Bioenergy Research. 2023. Vol. 16(3). P. 1902–1912. https://doi.org/10.1007/s12155-022-10519-w
6. Чеботарев, Е. А. Пути совершенствования процессов сепарирования молочного сырья / Е. А. Чеботарев, А. В. Малсугенов, А. Т. Борисов // Евразийский союз ученых. 2015. № 10-2(19). С. 166–169. https://elibrary.ru/vbgygb
7. Matsumiya, K. Effects of heat treatment and homogenization on milk fat globules and proteins in whipping creams / K. Matsumiya [et al.] // Food Structure. 2017. Vol. 12. P. 94–102. https://doi.org/10.1016/j.foostr.2017.02.003
8. Остроумова, Т. А. Влияние сезонных изменений молока на формирование мягких сыров / Т. А. Остроумова, А. П. Шитов // Техника и технология пищевых производств. 2009. № 2(13). С. 60–63. https://elibrary.ru/kypupf
9. Zhang, Z. Mesoporous silica-coated gold nanorods as a light-mediated multifunctional theranostic platform for cancer treatment / Z. Zhang [et al.] // Advanced Materials. 2012. Vol. 24. P. 1418–1423. https://doi.org/10.1002/adma.201104714
10. Bezerra, M. A. Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry / M. A. Bezerra [et al.] // Talanta. 2008. Vol. 76(5). P. 965–977. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2008.05.019
11. Буклагин, Д. С. Ультразвуковые приборы контроля качества молока и молочной продукции / Д. С. Буклагин // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института механизации животноводства. 2019. № 1(33). С. 63–70. https://elibrary.ru/zairbr
12. Tirado Kulieva, V. A. An overview on the use of response surface methodology to model and optimize extraction processes in the food industry / V. A. Tirado-Kulieva [et al.] // Current Research in Nutrition and Food Science. 2021. Vol. 9(3). P. 745–754. https://doi.org/10.12944/crnfsj.9.3.03
13. Datta, N. Age gelation of UHT milk - A review / N. Datta, H.C. Deeth // Food and Bioproducts Processing. 2001. Vol. 79(4). P. 197–210. https://doi.org/10.1205/096030801753252261
14. Zhao, L. Effect of ultrasound pretreatment on rennet-induced coagulation properties of goat’s milk / L. Zhao [et al.] // Food Chemistry. 2014. Vol. 165. P. 167–174. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2014.05.081
15. Wang, Y. Graphene and graphene oxide: Biofunctionalization and applications in biotechnology / Y. Wang [et al.] // Trends in Biotechnology. 2011. Vol. 29(5). P. 205–212. https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2011.01.008
