Промышленные линии для производства сухого молока. Технологическая линия производства сухого молока

Компания ТАГРИС занимается производством и реализацией сухих молочных продуктов по доступным ценам в Москве. Мы гарантируем отличное качество продукции и высокое содержание белка в нем.

Сегодня сложно себе представить современную пищевую промышленность без сухого молока. Большинство людей употребляет данный продукт на протяжении всей жизни. По числу полезных соединений и веществ он находится вне конкуренции. Сухой молочный продукт содержит более ста различных компонентов: протеины, жиры, витамины, минералы, аминокислоты, микроэлементы, ферменты.

В других натуральных веществах нет такого богатого набора, как в сухом молоке, который, к слову, очень трудно получить искусственным путем. По этой простой причине молоко крайне необходимо для нормальной жизнедеятельности человека. Но, несмотря на большое количество преимуществ, сухое молоко имеет огромный недостаток - очень маленький срок годности. Учитывая эту особенность, большинство развитых стран приняло решение содействовать развитию производства сухих молочных продуктов и сгущенки.

Способы и этапы производства сухого молока на продажу

Сначала подходящий продукт сгущают, потом осуществляют его сушку. Данный процесс реализуется вакуумным, распылительным, конвейерным или вальцовочным методом.

Первым в истории оборудованием для производства сухих молочных продуктов были установки вальцевой сушки. В их основу был положен принцип кондуктивной обработки. Краткое описание алгоритма производства выглядит следующим образом: на сушилку подается концентрат будущего сухого молочного продукта, который перед этим прошел стадию аппаратного воздействия. Далее он попадает под горячие вальцы и теряет излишнюю влагу (около 3%). В итоге порошок приобретает неповторимый вкус и запах. Объясняется это тем, что при контакте концентрата сухого молока с горячей поверхностью вальцов происходит постепенная карамелизация. Именно поэтому готовый товар имеет слабый привкус классической карамели.

Сегодня наибольшую популярность в сфере производства сухих молочных продуктов завоевали распылительные агрегаты. Входящее сырье проходит через верхний распылитель оборудования, в котором разбрызгивается до состояния тумана. После этого консистенция под воздействием силы притяжения попадает в мощный реактор, где она поддается немедленной сушке с помощью перегретого кислорода. На завершающей стадии порошок высыпается в нижнюю часть устройства, откуда его забирают в виде готового сухого молочного продукта.

Сублимационная сушка реализуется методом вакуумной откачки излишней влаги из замороженного сырья. Такой способ позволяет сохранить в сухом молоке все полезные компоненты и питательные свойства, однако он является самым дорогим. Установка для сублимационной сушки требует больших вложений.

Цены на сухие молочные продукты от ТАГРИС в Москве

Наше предприятие занимает лидирующие позиции в области производства и продажи сухого молока в центральной России. Именно поэтому конечный потребитель имеет возможность купить продукцию по очень низкой стоимости.

Производство сухого молока .

Кристаллизационные установки
Распылительные сушилки

Линия для восстановления сухого молока. Производство творога и сыра.

Производство сухого молока.

Растворимый порошок, полученный в результате технологической обработки пастеризованного коровьего молока, широко известен среди потребителей как сухое молоко. Употребляется он в качестве напитка, для изготовления которого сухой порошок разводится кипяченой водой. Готовый продукт обладает теми же полезными свойствами, что и свежее пастеризованное молоко, и применяется в основном для приготовления кулинарных блюд, является составным ингредиентом детского питания. Технологическая особенность производства сухого порошка позволяет хранить продукт в течение длительного времени, что и является главной отличительной чертой сухого молока по сравнению с традиционным молочным продуктом.

Для того чтобы открыть собственный бизнес по переработке пастеризованного молока в сухой растворимый порошок, Вам не понадобятся крупные капиталовложения, да и стоимость сырьевой базы достаточно низкая, поскольку целесообразнее использовать недорогое молоко низкой жирности. Опытные производственники не рекомендуют использовать в качестве сырья для изготовления сухого молока хороший продукт. Кроме того, качество готового продукта должно соответствовать нормам и требованиям ГОСТ и прочей регламентирующей документации, а они достаточно умеренные, и даже можно сказать лояльные.

Технология производства сухого молока.

Процесс изготовления сухого молока включает в себя несколько этапов, каждый из которых предполагает применение соответствующего промышленного оборудования:
1. Нормализация. В готовом продукте массовая доля жира не должна превышать 26,1%. Для достижения этого результата следует проводить специальные мероприятия по подготовке.
2. Процесс пастеризации - свежее молоко подвергается обработке температурой 80-850 Со.
3. Процедура предварительного сгущения. Благодаря такому выпариванию содержание сухих компонентов достигает 48-50%. Посредством предварительного сгущения значительно улучшается качество готовой продукции и снижаются эксплуатационные расходы.
4. Процесс сушки, выполняемый в специальных сушильных камерах. Технология процесса достаточно проста: подготовленное заранее молоко и нагретый до определенной температуры воздух с помощью насоса перемещаются в сушильную камеру. Молоко, распыленное таким образом, подлежит сушке, затем удаляется из камеры и поступает на фасовку.
5. Получение сухого обезжиренного молока. Процесс изготовления значительно упрощается, поскольку не выполняется нормализация и гомогенизация продукта, а выпаривание осуществляется до получения сухих компонентов в продукции в пределах 30-34%. Процедуры приемки, очистки и пастеризации схожи с аналогичными операциями на прочих молочных производствах. Базовыми технологическими операциями изготовления сухого молока считаются предварительное сгущение продукта и его сушка.

В процессе изготовления любой сухой молочной продукции свободная вода удаляется в два этапа: путем сгущения и сушки предварительно сгущенной продукции.

Сгущенная смесь подлежит высушиванию до конечной влажности, уровень которой определяется формой связи составных компонентов сухого вещества с водой. Необходимо отметить, что конечная влажность сухого молока должна составлять до 15% массовой доли белка. Именно на этом значении базируется процедура нормирования массовой доли влаги в сухом продукте, достигнув которую можно заканчивать сушку.

В роли основного оборудования для высушивания молока выступали вальцовые сушилки, функционирующие по принципу кондуктивной усушки продукта. Технология процесса предусматривала поступление концентрата молока на вальцовую сушилку, на выходе из которой продукт обладал влажностью всего 3%. Полученное по такой технологии молоко отличается особыми потребительскими свойствами.

В момент соприкасания сгущенного молока с горячим барабаном, запускается процесс карамелизации(этим объясняется наличие слабого карамельного привкуса у сгущенного молока, изготовленного при помощи вальцовых сушилок). Сухое молоко, изготовленное посредством вальцовой сушки, отличается повышенной жирностью, что делает его превосходным и практически незаменимым компонентом при изготовлении шоколада. Это позволит снизить расход совсем не дешевого масла какао.

Единственным недостатком такого метода изготовления сухого молока является низкая производительность, которая определяется производительностью вальцовой установки (в среднее значение достигает 1000 кг/ч). Высушенное молоко охлаждается и просеивается.

Помещение для производства сухого молока.

Отведенные для изготовления сухого молока площади должны в полной мере отвечать действующим строительным и санитарным нормам и требованиям. Наличие канализационной и водопроводной систем, различного отопительного оборудования, системы электроснабжения и прочих основных систем жизнеобеспечения является обязательным условием при определении места изготовления сухого молока.

Помимо этого производственные цеха должны быть оборудованы вентиляционными вытяжками, а поверхность стен и пола облицована пластиком, керамической плиткой и прочими покрытиями, поверхность которых легко поддается очистке в случае необходимости. Такие же требования (кроме систем водоотведения и отопления) традиционно предъявляются и к помещениям складского типа.

Оборудование такого типа позволяет сконцентрировать в нем молоко и сыворотку. Конструкторская особенность аппарата предусматривает оснащение его специальными трубчатыми приспособлениями, которые отвечают за разделение конденсата и фракции друг от друга.

Традиционно вакуум-выпарные установки оснащены особыми блоками для большей концентрации продукции и деталями, ускоряющими процесс охлаждения. Это немаловажный момент, поскольку он позволяет получить на выходе уже охлажденный продукт. Установка такого типа достаточно проста в эксплуатации, поскольку имеет доступную, сводную панель управления. К обязательному оборудованию для получения сухого молока относят также кристаллизационные приборы.

Кристаллизационные установки
Основное предназначение кристаллизационных установок - это, естественно, кристаллизация молочной продукции с дальнейшей ее его подачей для усушки. Конструкционная особенность оборудования предполагает функционирование в среде инертных газов. На поверхность стен кристаллизатора прикрепляется пластина, раздуваемая в дальнейшем и образующая в результате своеобразную рубашку.
Благодаря ей осуществляется принудительная циркуляция воды - важнейший этап кристаллизации. Корпус установки выполнен из нержавеющей стали повышенной прочности, а само оборудование укомплектовано насосами для рециркуляции молочного продукта и охлаждения воды и специальными пневматическими клапанами.

Распылительные сушилки
Сушилки распылительные используются на завершающем этапе производства сухого молока. Посредством данного оборудования продукт лишается остатков влаги, что наилучшим образом сказывается на сроках его хранения. Результатом процесса становится получение гранулированного, хорошо сыпучего и растворимого порошка.

Технология процесса усушки весьма проста: посредством специального насоса продукт поступает на распылительные форсунки. Последняя стадия изготовления выполняется в отдельном помещении, именуемом камерой флюидного дна, где воедино смешиваются потоки горячего и холодного воздуха. Благодаря полной автоматизации процесса изготовления, производитель гарантирует 100% качество готовой продукции.

Ситуация на рынке производства сухого молока.

Крупнейшими потребителями сухого молока считаются предприятия транснациональных компаний Unilever, Mars Inc, Nestlé,Kraft Foods Inc, PepsiCo, Danone. Часть из них имеют готовый бизнес по переработке сухого молочного продукта.

Отечественный производитель не в состоянии удовлетворить растущий спрос на сухое молоко, поэтому потребитель может приобрести импортную продукцию, которая успешно представлена на российском рынке. К слову, в 2011 году объем импорта достиг 1,934 млн тонн.

В отношении сухого обезжиренного молока ситуация на российском рынке неоднозначна и нестабильна из-за неконтролируемого импорта из стран ближнего и дальнего зарубежья. К примеру, в 2010 году объем импорта СОМ из Европы возрос в 5 раз по сравнению с прошлым годом. В 2010 году наблюдался резкий скачок импорта -поставки СОМ увеличились с 88 тыс. до 125 тыс. тонн. Время от времени правительство принимает решения, ограничивающие ввоз импортных молочных товаров. При этом себестоимость готовой молочной продукции, произведенной в странах Европы, Океании и Белоруссии, значительно ниже, нежели в России, что является неоспоримым преимуществом зарубежных компаний для более прибыльной торговли на территории России. Такая ситуация стимулирует отечественных производителей снижать цены на готовый товар, заставляет пересматривать бизнес-план и находить новые рынки сбыта.

Производство сухого молока в России.

По данным компании «АМИКО» в 2011 году объем производства молока сухого достиг отметки 131,9 тыс. тонн, что на 22,6% больше, нежели в прошлом году. Наибольшую долю производства привносит Приволжский федеральный округ, занимающий 42% в структуре производства сухого молока в натуральном выражении. Далее следует Центральный ФО, имеющий долю 25%, и наконец, Сибирский ФО - 19% .

Следует отметить, что производители отдают предпочтение сухому гранулированному продукту с массовой долей жира 1,5% (объем производства составляет 60,9 тыс. тонн, это более 42% от всего объема) и сухому гранулированному продукту с массовой долей жира 20% (приблизительно 31% или 40,9 тыс. тонн).

Российский рынок сухого обезжиренного молока отличается нестабильностью. Так в течение 2008-2009 годов объем потребления составлял 153 тыс. тонн, а в 2010 году увеличился до 172 тыс. тонн. На сегодняшний день отечественные производители способны обеспечить менее ½ общего потребления СОМ.

Обозначения:
СОМ - сухое обезжиренное молоко
ЦСМ - цельное сухое молоко

Перспективы развития бизнеса на сухом молоке.

Производство сухого молока на рынке России достаточно стабильно и постепенно наращивает свои объемы. Исследования последних 5 лет показывают увеличение спроса на сухое молоко на 1,4%. По прогнозам экспертов в 2012-2016 годах ожидается рост потребляемого продукта, и к концу 2016 года объем потребления составит 311,4 тыс. тонн.

Помимо этого, производители могут выгодно превратить свой мини-бизнес в полноценный молочный комбинат, ориентированный на выпуск всего ассортимента молочной продукции: ацидофилин, йогурты, обрат, варенец, кефир, сливки, простоквашу, сгущённое молоко, ряженку, творог, сливочное масло, пахту, сметану, сыворотку, топлёное молоко, сыр и прочие продукты.

Линия для восстановления сухого молока. Производство творога и сыра.

Что касается области использования, то на практике сухое молоко применяется гораздо чаще, чем может показаться на первый взгляд. К примеру, в косметологии для изготовления натуральных косметических средств, в пищевой промышленности для восстановления молока в тех регионах, где невозможно обеспечивать население свежим молоком, в кондитерском производстве, при консервировании, а также для улучшения питания различных животных. Поэтому производители сухого молока не знакомы с проблемой отсутствия рынков сбыта готовой продукции.

На сегодня объем сухого молока на российских рынках составляет 200 тыс. тонн с учетом объемов, импортируемых из Республики Беларусь. Более 70% идет на дальнейшую переработку молочными предприятиями для получения йогурта, мороженого, молочных напитков, творожных продуктов, для изготовления молочных смесей для малышей, а также для создания кондитерских изделий.

Молоко относится к весьма полезным, но в то же время скоропортящимся продуктам. В холодную пору года количество молока резко сокращается, а его цена значительно возрастает.

В холодных регионах не хватает пастбищ даже в теплое время года. Все это создало необходимость поиска способов хранения молока. Сегодня лучшим методом является сушка. Превращенное в порошок молоко хранится в течение 8 месяцев и не создает проблем при транспортировке. Популярность этого, безусловно, полезного продукта позволяют не только наладить производство, но и получать от этого дела хорошую прибыль.

Регистрация и организация бизнеса

Организационной формой предприятия лучше всего выбрать ООО. Для начала деятельности необходимо составить бизнес-план, и начать сборы необходимых документов.

Нужно будет получить лицензию на производство пищевых продуктов.

Такую лицензию можно получить в Роспотребнадзоре. Производство пищевых продуктов потребует наличия нескольких сертификатов. Одни из них будут касаться качества конкретной партии продукции, другие будут подтверждать соответствие нормам прописанным в ГОСТе согласно Техрегламенту.

Необходимая документация

Для регистрации ООО необходимо выбрать:

1. Название.
2. Юридический адрес.
3. Размер уставного капитала.
4. Количество учредителей.
5. Систему налогообложения.
6. Генерального директора.

К учредительным документам относят:

• устав компании;
• квитанции на оплату госпошлин;
• заявление о гос. регистрации юридического лица;
• договор об учреждении;
• копия свидетельства о праве собственности;
• гарантийное письмо от владельца арендуемого помещения.

Все вышеперечисленные документы необходимо подать в межрайонный ИФНС. После этого нужно изготовить печать и открыть счет в банке.

Помещение и оборудование

Для производства сухого молока необходимо оборудовать специальный цех. Помещение должно соответствовать всем требованиям Техрегламента и стандартам СЭС. Его размер зависит от количества выпускаемой продукции.

Оборудование с минимальной мощностью позволит производить около 250 кг сухого молока в сутки. Для такой линии вполне хватит помещения площадью 25 – 30 кв. м. Цех должен соответствовать следующим требованиям:

Оборудование для производства сухого молока должно состоять из следующих компонентов:

• комплект емкостей;
• сушильная камера;
• кристаллизационная установка;
• насос высокого давления;
• аппарат для просеивания;
• автомат для упаковки;
• пастеризатор.

Кроме основного оборудования в производственном процессе используется также и вспомогательное. В цеху пригодятся:

1. Транспортеры.
2. Кондиционеры.
3. осветительные приборы и т. д.

Конечная цена всего оборудования достаточно высокая. Самый маленький цех обойдется в несколько миллионов рублей. Если же речь идет о полноценном предприятии с мощность в несколько тон в сутки, то здесь сумма может достигать нескольких десятков миллионов рублей.

Сырье и поставщики

В качестве сырья используют молоко любой жирности. Количество и цена молока на рынке зависит от числа дойных коров и времени года. В летнюю пору проблем с получением качественного сырьевого материала нет.

Поставщиками сырья могут быть как индивидуальные предприниматели с 1 — 2 коровами, так и целые фермерские предприятия.

Перед началом организации производственного процесса необходимо рассчитать расстояние будущего предприятия к поставщикам сырья. Экономия на транспортных затратах позволит существенно повысить прибыль и обеспечить непрерывность производственного процесса.

Технология производства

Технология производства сухого молока происходит в несколько этапов:

Рассмотрим подробнее каждый этап:

1. В процессе фильтрации используется несколько фильтров. Менять фильтр для последующей очистки необходимо через каждые сто литров.
2. Процесс нормализации молока предусматривает приведение жирности молока в соответствие с определенными стандартами. Нормализация значительно повышает срок хранения сухого молока и осуществляется путем смешивания с обезжиренным молоком. Получить обезжиренное молоко можно с помощью сепаратора.
3. После нормализации молоко должно пройти пастеризацию. Во время пастеризации молоко подвергают воздействию высоких температур, благодаря которым гибнет большинство микроорганизмов. При этом сам состав молока не подвергается физико-химическим изменениям. Чаще всего используют три основных вида пастеризации:

• длительная – происходит в течение 30 минут при температуре 60-65 градусов;
• короткая – длится не более 15-20 секунд. Температура при этом составляет 72-75 градусов;
• экспресс – происходит моментально при температуре 90 градусов.

Персонал

Для предприятия с мощностью несколько тон готовой продукции в сутки необходимо подобрать штат из 10-15 сотрудников. По одному работнику возле каждой установки, а также один технолог и неспециализированные работники, которые будут заниматься транспортировкой и упаковкой сырья и готовой продукции.

Зарплата работников зависит от средней в регионе. Фонд заработной платы для штата из 15 сотрудников будет составлять около 230 – 270 тысяч рублей в месяц.

Рынок сбыта

Сухое молоко активно используют в пищевой промышленности, а также в сельском хозяйстве, производстве парфюмерии. Как один из основных пищевых продуктов молоко является широко востребованным на рынке пищевой индустрии.

Поставлять сухое молоко можно на:

• кондитерские предприятия;
• удаленный молокозаводы;
• точки розничной торговли;
• супермаркеты и т. д.

Финансовая составляющая бизнеса

Чтобы будущее производство было успешным, предприниматель должен произвести необходимые расчеты его экономической эффективности. Иными словами, вычислить предположительную сумму первоначальных вложений, текущих затрат на производство и будущих доходов.

Стоимость открытия и поддержания

Перед открытием производства сухого молока нужно тщательно продумать все предстоящие расходы. Рассмотрим подробнее на что понадобятся денежные средства:

Размер будущих доходов

Предприятие с мощностью в 5 тонн продукции в сутки сможет в месяц производить около 110 тонн сухого молока. Продавать продукт можно по цене 70 -80 тысяч рублей за тонну. Таким образом, выручка должна составлять около 7 — 8,5 млн. рублей в месяц. Чистая прибыль буде составлять 2 – 2,5 млн. рублей.

Срок окупаемости

Чистая прибыль в год будет равна 2 млн. * 12 месяцев = 24 млн. рублей в год. Срок окупаемости предприятия составляет 3 года.

Производство сухого молока может стать весьма прибыльным делом, если составлен продуманный бизнес-план. Необходимо реально оценить свои возможности, а также перспективы развития дела в условиях колебания потребительской активности.

Продолжая тему бизнес-идей, связанных с производством продуктов питания, нельзя не упомянуть об обделенной вниманием многих предпринимателей сферой производства сухого молока. Трудно объяснить, чем вызвано отсутствие интереса к этому виду бизнеса – казалось бы затраты на организацию производства нужны в разумных пределах, технология проста и отработана годами, спрос на продукцию есть, имеется даже некоторый дефицит, а количество производителей сухого молока с каждым годом уменьшается. Впрочем, в нашей стране много необъяснимых парадоксов.

Еще два-три десятилетия тому назад Россия была одним из ведущих производителей сухого молока в Европе: количество вырабатываемой продукции не только полностью удовлетворяло внутренний спрос, но и позволяло экспортировать ее за рубеж, кстати, по весьма выгодным ценам. Интересно, что же могло такого произойти в нашей стране, что производство сухого молока сократилось почти в 4(!) раза? Хотя, предприимчивым бизнесменам это обстоятельство как нельзя кстати.

Где используется сухое молоко?

Давайте посмотрим, где же используется сухое молоко:

• В качестве основного компонента детского питания .
• В кулинарии – при производстве хлебобулочных и кондитерских изделий, и мясных изделий, в которых сухое молоко применяется как связующий элемент.
• Для питания животных в любом возрасте.
• В изготовлении спортивного питания .
• Во многих косметических средствах для волос и кожи.
• При производстве «смежных» молочных продуктов – йогуртов, кисло-молочной продукции (ряженки, кефиров, простокваши), сметаны, сыра, творога, сгущенного молока, и других продуктов, которые мы с вами употребляем практически каждый день.

Количество областей использования сухого молока достаточно широко, чтобы не испытывать проблем со сбытом продукции. И это при заполнении рынка востребованности товара всего на 54 %! Многие российские производители тратят немалые суммы на доставку продукта из других регионов страны.

Так что перед тем, как начать дело, внимательно изучите вопросы конкуренции в том месте, где вы проживаете. Собственно, все это должно быть отражено в бизнес-плане. Как его составить вы можете узнать . Если не можете справиться с этой задачей самостоятельно, закажите написание бизнес-плана профессионалам. Это можно сделать по этой ссылке.

Перспективы развития бизнеса

Несомненный плюс сухого продукта – его длительный срок хранения в сравнении с натуральным молоком. Причем срок хранения обезжиренного сухого молока в несколько раз выше, чем срок хранения цельного сухого молока – до 8 месяцев. Это время увеличивают, используя для этого технологию вакуумной упаковки сухого молока или при помощи инертных газов. Готовый продукт должен соответствовать стандартам ГОСТ, а производство находится под контролем санитарно-эпидемиологических служб.

Кстати, оборудование, используемое для приготовления сухого молока можно успешно использовать в других целях:

• Получении яичного порошка.
• Для высушивания крови и разделения ее на составные компоненты.
• Приготовлении сухих бульонов, крахмала, различных экстрактов , и т.д.

Так, что, как мы можем видеть, производство сухого молока – крайне рентабельный бизнес, с которым для того, чтобы «остаться не у дел», нужно специально постараться. Ну а если удастся выйти со своим продуктом на международный рынок, считайте, что вы «поймали удачу за хвост». Поясним: в России стоимость одной тонны пищевого сухого молока составляет примерно до 120 тысяч рублей, в Европе тонна сухого молока такого же качества продается до 3 тысяч долларов. Причем производство сухого молока в Европе тоже испытывает недостаток в мощностях.

Даже при нынешней нестабильности валютных курсов прибыль может составлять за вычетом транспортных и налоговых расходов до 50 %. Перспективы, конечно, радужные, но, для того, чтобы завоевать доверие европейского потребителя, нужно сначала сделать себе «имя» на родине.

Как из «мокрого» получить «сухое»?

Вкратце технология производства сухого молока выглядит следующим образом:

• Этап первый – подготовка и очистка , включающий в себя подогревание сырья – обычного коровьего молока до t 4º С для облегчения процесса доведения молока до нужных параметров (показателей жирности, плотности, и т.д.), и процеживание через специальные фильтры для того, чтобы избавиться от посторонних примесей.
• Этап второй – нормализация . Это получение нужной жирности продукта путем разделения на сливки и обезжиренное молоко в специальном сепараторе.
• Этап третий – пастеризация (обеззараживание). Существует три вида пастеризации: длительная (нагрев до 65º в течение 40 минут), коротка (до 90º в течение 1 минуты), и мгновенная (до 98º за несколько секунд).
• Этап четвертый – охлаждение, которое происходит в специальном накопительном баке, откуда молоко направляется на следующий этап переработки.
• Этап пятый – сгущение . Охлажденное молоко в специальной выпарной установке в условиях вакуума сгущается до состояния содержания массовой доли сухого вещества в 40-45 %.
• Этап шестой – гомогенизация. В этом процессе масса делается однородной по содержанию.
• Этап седьмой – сушка продукта путем распыления в специальной сушильной камере.
• Заключительный этап – просеивание и фасовка.

Оборудование помещения и линии по производству

В настоящее время многими производителями предлагаются отечественные линии по производству сухого молока значительно дешевле импортных. Однако начнем, с помещения. Площадь зависит от объемов выпускаемой продукции, а значит от мощности оборудования. Для примера самая маленькая промышленная линия с мощностью выпуска до 300 кг готовой продукции в сутки займет помещение до 30 кв. метров. Для линии мощностью выпуска до 5 тонн сухого молока в сутки потребуется большое высокое (до 15 метров в высоту) здание общей площадью не менее 110 кв. метров.

Стоимость самой линии обойдется от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов рублей (в зависимости от мощности). Еще нужно сказать несколько слов о персонале. Технологов пищевого производства, работающих не по своей специальности, сейчас, как говорится, «пруд пруди». Но мы рекомендовали бы вам открыть вакансии для молодых выпускников профильных учебных заведений. Все-таки знания, полученные несколько месяцев, назад отличаются от знаний, приобретенных несколько десятков лет назад.

Источники получения сырья

Фермерские хозяйства, бывшие колхозы, совхозы, животноводческие комплексы – найти каналы получения сырья – коровьего молока труда не составит. Хотя, при правильной организации бизнеса, цех по производству сухого молока должен находиться в непосредственной близости от источников поставок. Учтите этот факт при планировании своего дела.

Каналы сбыта

Найти каналы сбыта готовой продукции еще проще: дайте объявления везде, где только можно – в СМИ, интернете на специализированных форумах, и т.д., и покупатели сами найдут вас. Помните, что работать лучше с постоянными покупателями. Дорожите деловыми отношениями! Успехов в ваших начинаниях!

А вот, как выглядит производство сухого молока в промышленных масштабах

Распылительная сушка оказалась наиболее подходящей технологией удаления остатков воды из упаренного продукта, так как позволяет превратить концентрат молока в порошок, сохраняя ценные свойства молока.

Принцип действия всех распылительных сушилок состоит в превращении концентрата в мелкие капли, которые подаются в быстрый поток горячего воздуха. В силу очень большой поверхности капель (1 л концентрата распыляется на 1,5×10 10 капель диаметром 50мкм с общей поверхностью 120 м 2 ) испарение воды происходит практически мгновенно, и
капли превращаются в частицы порошка.

Одноступенчатая сушка

Одноступенчатая сушка – это процесс распылительной сушки, при котором продукт высушивается до конечной остаточной влажности в камере распылительной сушилки, см. рисунок 1. Теория образования капель и испарения в первом периоде сушки одинакова и для одноступенчатой и для двухступенчатой сушки и излагается здесь.

Рисунок 1 — Распылительная сушилка традиционной конструкции с пневмотранспортнойсистемой (SDP)

Начальная скорость капель, срывающихся с роторного распылителя, приблизительно равна 150 м/с. Основной процесс сушки протекает, пока капля тормозится под действием трения о воздух. Капли диаметром 100 мкм имеют путь торможения 1м, а капли диаметром 10 мкм – только несколько сантиметров. Основное снижение температуры сушильного воздуха, вызванное испарением воды из концентрата, происходит в этот период.

Гигантский тепло- и массообмен происходит между частицами и окружающим воздухом за очень короткое время, поэтому качество продукта может сильно пострадать, если оставить без внимания те факторы, которые способствуют ухудшению продукта.

При удалении воды из капель происходит значительное уменьшение массы, объема и диаметра частицы. При идеальных условиях сушки масса капли из роторного распылителя
уменьшается приблизительно на 50 %, объем – на 40 %, а диаметр – на 75 %. (см. рисунок 2).

Рисунок 2 — Уменьшение массы, объема и диаметра капли при идеальных условиях сушки

Однако идеальная техника создания капель и сушки пока не разработана. Какое-то количество воздуха всегда включается в концентрат при его перекачивании из выпарного аппарата и особенно при подаче концентрата в питающий резервуар из-за разбрызгивания.

Но и при распылении концентрата роторным распылителем в продукт включается много воздуха, так как диск распылителя действует как вентилятор и подсасывает воздух. Включению воздуха в концентрат можно противодействовать, используя диски специальной конструкции. На диске с загнутыми лопатками (так называемом диске высокой насыпной плотности), см. рисунок 3, воздух под действием все той же центробежной силы частично отделяется от концентрата, а в диске, омываемом паром, см. рисунок 4, проблема частично решается тем, что вместо контакта жидкость-воздух здесь существует контакт жидкость-пар. Считается, что при распылении форсунками воздух не включается в концентрат или включается в очень малой степени. Однако оказалось, что некоторое количество воздуха включается в концентрат на ранней стадии распыления вне и внутри факела распыла из-за трения жидкости о воздух еще до образования капель. Чем выше производительность форсунки (кг/ч), тем больше воздуха попадает в концентрат.

Рисунок 3 — Диск с загнутыми лопатками для производства порошка с высокой насыпной плотностью. Рисунок 4 — Диск с обдувом паром

Способность концентрата включать в себя воздух (т.е. пенообразующая способность) зависит от его состава, температуры и содержания сухого вещества. Оказалось, что концентрат с низким содержанием сухих веществ имеет значительную пенообразующую способность, которая возрастает с температурой. Концентрат с высоким содержанием сухих веществ пенится значительно слабее, что особенно проявляется с возрастанием температуры, см. рисунок 5. Вообще говоря, концентрат цельного молока пенится слабее, чем концентрат обезжиренного молока.

Рисунок 5 — Пенообразующая способность концентрата обезжиренного молока.

Таким образом, содержание воздуха в каплях (в форме микроскопических пузырьков) в значительной мере определяет уменьшение объема капли при сушке. Другой, еще более важный фактор, это температура окружающего воздуха. Как уже отмечалось, между сушильным воздухом и каплей происходит интенсивный обмен теплом и водяным паром.

Поэтому вокруг частицы создается градиент температуры и концентрации, так что весь процесс становится сложным и не вполне ясным. Капли чистой воды (активность воды 100 %) при контакте с воздухом, имеющим высокую температуру, испаряются, сохраняя до самого конца испарения температуру смоченного термометра. С другой стороны, продукты, содержащие сухое вещество, при предельной сушке (т.е. при приближении активности воды к нулю) нагреваются к концу сушки до температуры окружающего воздуха, что применительно к распылительной сушилке означает температуру воздуха на выходе. (см. рисунок 6).

Рисунок 6 — Изменение температуры

Поэтому градиент концентрации существует не только от центра к поверхности, но и между точками поверхности, в результате разные участки поверхности имеют разную температуру. Общий градиент тем больше, чем больше диаметр частицы, так как это означает меньшую относительную поверхность. Поэтому мелкие частицы высыхают более
равномерно.

При сушке содержание сухих веществ, естественно, увеличивается из-за удаления воды, при этом увеличивается и вязкость, и поверхностное натяжение. Это означает, что коэффициент диффузии, т.е. время и зона диффузионного переноса воды и пара, становится меньше, и из-за замедления скорости испарения происходит перегрев. В предельных случаях происходит так называемое поверхностное твердение, т.е. образование на поверхности жесткой корки, через которую вода и пар или абсорбированный воздух диффундируют
очень медленно. В случае поверхностного твердения остаточная влажность частицы составляет 10-30 %, на этой стадии белки, особенно казеин, очень чувствительны к нагреву и легко денатурируют, в результате образуется трудно растворимый порошок. Кроме того, аморфная лактоза становится твердой и почти непроницаемой для водяных паров, так что температура частицы возрастает еще больше, когда скорость испарения, т.е. коэффициент диффузии, приближается к нулю.

Поскольку внутри частицы остаются водяной пар и пузырьки воздуха, они перегреваются, и если температура окружающего воздуха достаточно высока, пар и воздух расширяются. Давление в частице возрастает, и она раздувается в шар с гладкой поверхностью, см. рисунок 7. Такая частица содержит множество вакуолей, см. рисунок 8. Если температура окружающего воздуха достаточно высока, частица может даже взорваться, но если этого и не произойдет, частица все равно имеет очень тонкую корку, около 1 мкм, и не выдержит механической обработки в циклоне или в системе транспортировки, так что она покинет сушилку с выбросным воздухом. (см. рисунок 9).

Рисунок 7 — Типичная частица после одноступенчатой сушки Рисунок 8 — Частица после распылительной сушки. Одноступенчатая сушка Рисунок 9 — Перегретая частица. Одноступенчатая сушка.

Если в частице мало пузырьков воздуха, то расширение даже при перегреве не будет слишком сильным. Однако перегрев в результате поверхностного твердения ухудшает качество казеина, что снижает растворимость порошка.

Если окружающая температура, т.е. температура на выходе из сушилки, поддерживается низкой, то низкой будет и температура частицы.

Температура на выходе определяется многими факторами, главные из которых:

• содержание влаги в готовом порошке
• температура и влажность сушильного воздуха
• содержание сухих веществ в концентрате
• распыление
• вязкость концентрата

Содержание влаги в готовом порошке

Первый и важнейший фактор – это содержание влаги в готовом порошке. Чем ниже должна быть остаточная влажность, тем меньше требуемая относительная влажность воздуха на выходе, а это означает более высокую температуру воздуха и частиц.

Температура и влажность сушильного воздуха

Содержание влаги в порошке напрямую связано с влажностью воздуха на выходе, и увеличение подачи воздуха в камеру приведет к чуть большему увеличению расхода выходящего воздуха, так как из-за усиленного испарения в воздухе будет присутствовать больше влаги. Большую роль играет также содержание влаги в сушильном воздухе, и если оно велико, необходимо повысить температуру воздуха на выходе, чтобы компенсировать добавочную влагу.

Содержание сухих веществ в концентрате

Увеличение содержания сухих веществ потребует более высокой температуры на выходе, т.к. испарение идет медленнее (средний коэффициент диффузии меньше) и требует большей разности температур (движущей силы) между частицей и окружающим воздухом.

Распыление

Улучшение распыления и создание более тонкодисперсного аэрозоля позволяет снизить температуру на выходе, т.к. относительная поверхность частиц увеличивается. Из-за этого испарение протекает легче, и движущая сила может быть уменьшена.

Вязкость концентрата

Распыление зависит от вязкости. Вязкость возрастает с увеличением содержания белков, кристаллической лактозы и общего содержания сухих веществ. Нагрев концентрата (не забудьте о загустевании при старении) и увеличение скорости диска распылителя или давления форсунки позволяет решить эту проблему.

Общий КПД сушки выражается следующей приближенной формулой:

где: T i — температура воздуха на входе; T o — температура воздуха на выходе; T a — температура окружающего воздуха

Очевидно, что для повышения эффективности распылительной сушки нужно либо увеличить температуру окружающего воздуха, т.е. подогревать отбираемый воздух, например, конденсатом из выпарного аппарата, либо увеличить температуру воздуха на входе, либо понизить температуру на выходе.

Зависимость ζ от температуры служит хорошим показателем эффективности работы сушилки, поскольку температура на выходе определяется остаточной влажностью продукта, которая должна соответствовать определенному стандарту. Высокая температура на выходе означает, что сушильный воздух используется не оптимально, например, из-за плохого распыления, плохого распределения воздуха, высокой вязкости и т.д.

У нормальной распылительной сушилки, обрабатывающей обезжиренное молоко (T i = 200°C, T o = 95°C), ζ ≈ 0,56.

Обсуждавшаяся до сих пор технология сушки относилась к установке с системой пневмотранспорта и охлаждения, в которой выгружаемый со дна камеры продукт высушен до требуемого содержания влаги. На этой стадии порошок теплый и состоит из слипшихся частиц, очень слабо связанных в большие рыхлые агломераты, образовавшиеся при первичной агломерации в факеле распыла, где частицы разного диаметра обладает разной скоростью и поэтому сталкиваются. Однако при прохождении через систему пневмотранспорта агломераты подвергаются механическому воздействию и рассыпаются на отдельные частицы. Этот тип порошка, (см. рисунок 10), можно охарактеризовать следующим образом:

• отдельные частицы
• высокая насыпная плотность
• пыление, если это сухое обезжиренное молоко
• не быстрорастворимый

Рисунок 10 — Микрофотография сухого обезжиренного молока из установки с пневмотранспортной системой

Двухступенчатая сушка

Температура частицы определяется температурой окружающего воздуха (температурой на выходе). Поскольку связанная влага трудно удаляется традиционной сушкой, температура на выходе должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить движущую силу (Δ t, т.е. разность температур между частицей и воздухом), способную удалить остаточную влагу. Очень часто это ухудшает качество частиц, как обсуждалось выше.

Поэтому не удивительно, что была разработана совершенно иная технология сушки, предназначенная для испарения из таких частиц последних 2-10 % влаги.

Поскольку испарение на этой стадии из-за низкого коэффициента диффузии идет очень медленно, оборудование для досушивания должно быть таким, чтобы порошок оставался в нем длительное время. Такую сушку можно проводить в пневмотранспортной системе, используя горячий транспортирующий воздух для увеличения движущей силы процесса.

Однако, поскольку скорость в транспортном канале должна быть ≈ 20 м/с, для эффективной сушки потребуется канал значительной длины. Другая система, это так называемая “горячая камера” с тангенциальным входом для увеличения времени выдержки. По завершении сушки порошок отделяется в циклоне и поступает в другую пневмотранспортную систему с холодным или осушенным воздухом, где порошок охлаждается. После отделения в циклоне порошок готов к упаковке в мешки.

Другая система досушки – это аппарат VIBRO-FLUIDIZER, т.е. большая горизонтальная камера, разделенная приваренной к корпусу перфорированной пластиной на верхнюю и нижнюю секции. (рисунок 11). Для сушки и последующего охлаждения в распределительные камеры аппарата подается теплый и холодный воздух и равномерно распределяется по рабочей зоне специальной перфорированной пластиной, BUBBLE PLATE.

Рисунок 11 — Vibro-Fluidizer санитарной конструкции

Это дает следующие преимущества:

• Воздух направляется вниз, к поверхности пластины, поэтому частицы движутся по пластине, которая имеет редкие, но большие отверстия и поэтому может долго работать без чистки. Кроме того, она очень хорошо освобождается от порошка.
• Уникальный способ изготовления предотвращает образование трещин. Поэтому BUBBLE PLATE отвечает строгим санитарным требованиям и разрешена USDA.

Размер и форма отверстий и расход воздуха определяются скоростью воздуха, необходимой для псевдоожижения порошка, которая в свою очередь определяется свойствами порошка, такими как содержание влаги и термопластичность.

Температура определяется требуемым испарением. Размер отверстий выбирается так, чтобы скорость воздуха обеспечивала псевдоожижение порошка на пластине. Скорость воздуха не должна быть слишком большой, чтобы агломераты не разрушались от истирания. Однако невозможно (а иногда и не желательно) избежать уноса некоторых (особенно мелких) частиц из псевдоожиженного слоя с воздухом. Поэтому воздух должен пройти через циклон или рукавный фильтр, где частицы отделяются и возвращаются в процесс.

Это новое оборудование позволяет бережно испарить из порошка последние проценты влаги. Но это означает, что распылительную сушилку можно эксплуатировать способом, отличным от описанного выше, при котором выходящий из камеры порошок имеет влажность готового продукта.

Преимущества двухступенчатой сушки можно резюмировать следующим образом:

• более высокая производительность на кг сушильного воздуха
• повышенная экономичность
• лучшее качество продукта:

1. хорошая растворимость
2. высокая насыпная плотность
3. низкое содержание свободного жира
4. низкое содержание абсорбированного воздуха

• Меньшие выбросы порошка

Ожиженный слой может быть либо виброкипящим слоем поршневого типа (VibroFluidizer), либо неподвижным псевдоожиженным слоем обратного смешивания.

Двухступенчатая сушка в аппарате Vibro-Fluidizer (поршневой поток)

В аппарате Vibro-Fluidizer весь псевдоожиженный слой вибрирует. Перфорации в пластине сделаны так, чтобы сушильный воздух направлялся вместе с потоком порошка. Для того чтобы перфорированная пластина не вибрировала с собственной частотой, она установлена на специальных опорах. (см. рисунок 12).

Рисунок 12 — Распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer для двухступенчатой сушки

Распылительная сушилка работает с меньшей температурой на выходе, что приводит к увеличению влагосодержания и снижению температуры частиц. Влажный порошок выгружается самотеком из сушилной камеры в Vibro-Fluidizer.

Существует, однако, предел снижения температуры, так как из-за возросшей влажности порошок становится липким даже при меньшей температуре и образует комки и отложения в камере.

Обычно применение аппарата Vibro-Fluidizer позволяет снизить температуру на выходе на 10-15 °С. Это приводит к гораздо более мягкой сушке, особенно на критической стадии процесса (от 30 до 10 % влажности), усыхание частиц (см. рисунок 13) не прерывается поверхностным твердением, так что условия сушки близки к оптимальным. Более низкая температура частиц отчасти обусловлена более низкой температурой окружающего воздуха, но также и более высоким содержанием влаги, так что температура частиц оказывается близкой к температуре смоченного термометра. Это, естественно, положительно сказывается на растворимости готового порошка.

Рисунок 13 — Типичная частица после двухступенчатой сушки

Уменьшение температуры на выходе означает более высокий КПД сушильной камеры в силу увеличения Δ t. Очень часто сушку проводят при более высокой температуре и при более высоком содержании сухих веществ в сырье, что еще больше повышает КПД сушилки. При этом, конечно, возрастает и температура на выходе, но повышенное содержание влаги снижает температуру частиц, так что перегрев и поверхностное твердение частиц не происходят.

Опыт показывает, что температура сушки может достигать 250 °С или даже 275 °С при сушке обезжиренного молока, что поднимает КПД сушки до 0,75.

Частицы, достигающие дна камеры, имеют более высокую влажность и более низкую температуру, чем при традиционной сушке. Со дна камеры порошок попадает непосредственно в сушильную секцию аппарата Vibro-Fluidizer и немедленно ожижается. Любая выдержка или транспортирование приведут к слипанию теплых влажных термопластичных частиц и образованию трудно разрушаемых комков. Это снизило бы эффективность сушки в аппарате Vibro-Fluidizer и часть готового порошка имела бы слишком высокую влажность, т.е. качество продукта пострадало бы.

Самотеком поступает в Vibro-Fluidizer только порошок из сушильной камеры. Мелочь из основного циклона и из циклона, обслуживающего Vibro-Fluidizer, (или из моющегося рукавного фильтра) подается в Vibro-Fluidizer транспортной системой.

Поскольку эта фракция представлена частицами меньшего размера, чем порошок из сушильной камеры, влажность частиц меньше, и они не требуют той же степени вторичной сушки. Очень часто они являются достаточно сухими, тем не менее, их обычно подают в последнюю треть секции сушки аппарата Vibro-Fluidizer, чтобы гарантировать требуемое содержание влаги в продукте.

Точку выгрузки порошка из циклона не всегда можно расположить непосредственно над аппаратом Vibro-Fluidizer, чтобы порошок поступал в секцию сушки самотеком. Поэтому для перемещения порошка часто применяют нагнетательную пневмотранспортную систему. Нагнетательная пневмотранспортная система позволяет легко доставить порошок в любую часть установки, поскольку транспортная линия обычно представлена 3-х или 4-х дюймовой молочной трубой. Система состоит из воздуходувки с малым расходом и высоким давлением и продувного клапана, и обеспечивает сбор и транспортировку порошка, см. рисунок 14. Количество воздуха невелико относительно количества транспортируемого порошка (всего 1/5).

Рисунок 14 — Нагнетательная пневмотранспортная система между аппаратом Vibro-Fluidizer и бункерами

Небольшая часть этого порошка опять уносится воздухом из аппарата Vibro-Fluidizer, а затем транспортируется из циклона обратно в Vibro-Fluidizer. Поэтому, если не предусмотреть специальных устройств, при останове сушилки требуется определенное время для прекращения такой циркуляции.

Например, можно установить в транспортной линии распределительный клапан, который будет направлять порошок в самую последнюю часть аппарата Vibro-Fluidizer, откуда он будет выгружен за несколько минут.

На заключительном этапе порошок просеивается и упаковывается в мешки. Поскольку порошок может содержать первичные агломераты, рекомендуется направлять его в бункер посредством еще одной нагнетательной пневмотранспортной системы, чтобы увеличить насыпную плотность.

Общеизвестно, что при испарении воды из молока расход энергии на кг выпаренной воды увеличивается с приближением остаточной влаги к нулю. (рисунок 15).

Рисунок 15 — Расход энергии на кг испаренной воды как функция остаточной влажности

Эффективность сушки зависит от температуры воздуха на входе и выходе.

Если расход пара в выпарном аппарате составляет 0,10-0,20 кг на кг испаренной воды, то в традиционной одноступенчатой распылительной сушилке он равен 2,0-2,5 кг на кг испаренной воды, т.е. в 20 раз выше, чем в выпарном аппарате. Поэтому всегда предпринимались попытки увеличить содержание сухих веществ в упаренном продукте. Это означает, что выпарной аппарат будет удалять большую долю воды, а расход энергии снизится.

Конечно, это слегка увеличит расход энергии на кг испаренной воды в распылительной сушилке, но общий расход энергии снизится.

Указанный выше расход пара на кг испаренной воды – это средний показатель, поскольку расход пара в начале процесса гораздо ниже, чем в конце сушки. Расчеты показывают, что для получения порошка с влажностью 3,5 % требуется 1595 ккал/кг порошка, а для получения порошка с влажностью 6 % — только 1250 ккал/кг порошка. Другими словами, последний этап испарения требует приблизительно 23 кг пара на кг испаренной воды.

Рисунок 16 — Коническая часть распылительной сушилки присоединенный к ней Vibro-Fluidizer

Таблица иллюстрирует эти расчеты. Первый столбец отражает рабочие условия в традиционной установке, где порошок из сушильной камеры направляется в циклоны системой пневмотранспорта и охлаждения. Следующий столбец отражает рабочие условия в двухступенчатой сушилке, в которой сушка от 6 до 3,5 % влажности осуществляется в аппарате Vibro-Fluidizer. Третий столбец представляет двухступенчатую сушку при высокой температуре на входе.

Из показателей, отмеченных знаком *), находим: 1595 – 1250 = 345 ккал/кг порошка

Испарение на кг порошка составляет: 0,025 кг (6 % — 3,5 % + 2,5 % )

Значит, расход энергии на кг испаренной воды равен: 345/0,025 = 13,800 ккал/кг, что соответствует 23 кг греющего пара на кг испаренной воды.

В аппарате Vibro-Fluidizer средний расход пара составляет 4 кг на кг испаренной воды, естественно, он зависит от температуры и расхода сушильного воздуха. Даже если расход пара в аппарате Vibro-Fluidizer вдвое выше, чем в распылительной сушилке, расход энергии на испарение того же количества воды все равно оказывается гораздо ниже (поскольку время обработки продукта составляет 8-10 минут, а не 0-25 секунд, как в распылительной сушилке). И при этом производительность такой установки больше, качество продукта выше, выбросы порошка ниже, а функциональные возможности шире.

Двухступенчатая сушка с неподвижным псевдоожиженнымслоем (с обратным смешением)

Для улучшения КПД сушки, температура воздуха на выходе To при двухступенчатой сушке уменьшена до того уровня, при котором порошок с содержанием влаги 5-7 % становится липким и начинает оседать на стенках камеры.

Однако создание псевдоожиженного слоя в конической части камеры обеспечивает дальнейшее усовершенствование процесса. Воздух для вторичной сушки подается в камеру под перфорированной пластиной, через которую распределяется по слою порошка. Такой тип сушилки может работать в режиме, при котором первичные частицы высыхают до влажности 8-12 %, что соответствует температуре воздуха на выходе 65-70 °С. Такая утилизация сушильного воздуха позволяет значительно уменьшить размеры установки при той же производительности сушилки.

Сухое молоко всегда считалось трудным для псевдоожижения. Однако пластина специальной запатентованной конструкции, см. рисунок 17, обеспечивает движение воздуха и порошка в том же направлении, в котором движется первичный сушильный воздух. Эта пластина при условии правильного выбора высоты слоя и скорости начала псевдоожижения позволяет создавать статический псевдоожиженный слой для любого выработанного из молока продукта.

Рисунок 17 — Перфорированная пластина для направленной подачи воздуха (BUBBLE PLATE)

Выпускаются аппараты со статическим псевдоожиженным слоем (SFB) трех конфигураций:

• с кольцевым псевдоожиженным слоем (сушилки Compact)
• с циркуляционным псевдоожиженным слоем (сушилки MSD)
• с комбинацией таких слоев (сушилки IFD)

Рисунок 18 — Компактная распылительная сушилка (CDI) Рисунок 19 — Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Кольцевой псевдоожиженный слой (сушилки Compact)

Кольцевой псевдоожиженный слой обратного смешения располагается в нижней части конуса традиционной сушильной камеры вокруг центральной трубы отвода отработанного воздуха. Таким образом, в конической части камеры нет деталей, мешающих потоку воздуха, и это вместе со струями, выходящими из псевдоожиженного слоя, предотвращает образование отложений на стенках конуса даже при обработке липких порошков с высоким содержанием влаги. Цилиндрическая часть камеры защищена от отложений системой обдува стенок: небольшое количество воздуха тангенциально подается с высокой скоростью через сопла специальной конструкции в том же направлении, в котором закручивается первичный сушильный воздух.

В силу вращения воздушно-пылевой смеси и возникающего в камере эффекта циклона только небольшое количество порошка уносится отработанным воздухом. Поэтому доля порошка, попадающего в циклон или моющийся рукавный фильтр, так же как и выбросы порошка в атмосферу, для этого типа сушилок снижены.

Порошок непрерывно выгружается из псевдоожиженного слоя, перетекая через перегородку регулируемой высоты, таким образом поддерживается определенный уровень псевдоожиженного слоя.

Из-за низкой температуры воздуха на выходе эффективность сушки значительно увеличена по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой см. таблицу.

После выхода из сушильной камеры порошок может охлаждаться в пневмотранспортной системе см. рисунок 20. Образующийся порошок состоит из отдельных частиц и имеет такую же или лучшую насыпную плотность, чем полученный двухступенчатой сушкой.

Рисунок 20 — Компактная распылительная сушилка с пневмотранспортной системой (CDP)

Продукты, содержащие жир, следует охлаждать в виброожиженном слое, в котором одновременно осуществляется агломерация порошка. В этом случае фракция мелочи возвращается из циклона в распылитель для агломерации. (см. рисунок 21).

Рисунок 21 — Компактная распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer в качестве агломератора-инстантизатора (CDI)

Циркуляционный псевдоожиженный слой (сушилки MSD)

Для еще большего повышения КПД сушки без создания проблем с налипанием отложений была разработана совершенно новая концепция распылительной сушилки — MultiStage Dryer (многоступенчатая сушилка), MSD.

В этом аппарате сушка выполняется в три ступени, каждая из которых приспособлена к характерной для нее влажности продукта. На ступени предварительной сушки концентрат распыляется прямоточными форсунками, расположенными в канале горячего воздуха.

Воздух подается в сушилку вертикально с высокой скоростью через воздухораспределитель, который обеспечивает оптимальное смешивание капель с сушильным воздухом. Как уже отмечалось, на этой испарение протекает мгновенно, пока капли движутся вертикально вниз через сушильную камеру специальной конструкции. Содержание влаги в частицах снижается до 6-15 %, в зависимости от типа продукта. При такой высокой влажности порошок обладает высокой термопластичностью и липкостью. Поступающий с высокой скоростью воздух создает эффект Вентури, т.е. подсасывает окружающий воздух и увлекает мелкие частицы во влажное облако вблизи распылителя. Это приводит к “спонтанной вторичной агломерации”. Поступающий снизу воздух имеет достаточную скорость для псевдоожижения слоя осевших частиц, а его температура обеспечивает вторую ступень сушки. Воздух, выходящий из этого псевдоожиженного слоя возвратного смешивания, вместе с отработанным воздухом первой ступени сушки выходит из камеры сверху и подается в первичный циклон. Из этого циклона порошок возвращается в псевдоожиженный слой обратного смешивания, а воздух подается во вторичный циклон для конечной очистки.

Когда влажность порошка снижается до определенного уровня, он выгружается через роторный затвор в Vibro-Fluidizer для завершающей сушки и последующего охлаждения.

Сушильный и охлаждающий воздух из аппарата Vibro-Fluidizer проходит через циклон, где от него отделяется порошок. Этот мелкий порошок возвращается в распылитель, в коническую часть камеры (в статический псевдоожиженный слой) или в Vibro-Fluidizer. В современных сушилках циклоны заменяются рукавными фильтрами с СИП.

В установке образуется грубодисперсный порошок, что обусловлено “спонтанной вторичной агломерацией” в облаке распылителя, где постоянно поднимающиеся снизу сухие мелкие частицы налипают на полусухие частицы, образуя агломераты. Процесс агломерации продолжается, когда распыленные частицы вступают в контакт с частицами псевдоожиженного слоя. (см. рисунок 22).

Такую установку можно эксплуатировать при очень высокой температуре воздуха на входе (220-275 °С) и чрезвычайно коротком времени контакта, достигая, тем не менее, хорошей растворимости порошка. Такая установка очень компактна, что снижает требования к размерам помещения. Это, а также сниженная за счет более высокой температуры на входе стоимость эксплуатации (на 10-15 % меньше по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой), делает такое решение очень привлекательным, особенно для агломерированных продуктов.

Рисунок 22 — Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Распылительная сушка с встроенными фильтрами и псевдоожиженными слоями (IFD)

Запатентованная конструкция сушилки с встроенным фильтром, (рисунок 23), использует проверенные системы распылительной сушки, такие как:

• Система подачи с подогревом, фильтрованием и гомогенизацией концентрата, оборудованная высоконапорными насосами. Оборудование такое же, как в традиционных распылительных сушилках.
• Распыление производится либо струйными форсунками, либо атомайзером. Струйные форсунки применяются, в основном, для жирных или продуктов с высоким содержанием белка, а роторные распылители – для любых продуктов, и особенно тех, которые содержат кристаллы.
• Сушильный воздух фильтруется, нагревается и распределяется устройством, которое создает вращающийся или вертикальный поток.
• Сушильная камера сконструирована так, чтобы обеспечить максимальную гигиеничность и предельно снизить потери тепла, например, благодаря использованию съемных
  пустотелых панелей.
• Встроенный псевдоожиженный слой представляет собой комбинацию слоя обратного смешения для сушки и слоя поршневого типа для охлаждения. Аппарат с псевдоожиженным слоем – полностью сварной и не имеет полостей. Между слоем обратного смешения и окружающим его слоем поршневого типа имеется воздушный зазор для предотвращения переноса теплоты. Здесь используются новые запатентованные пластины Niro BUBBLE PLATE.

Рисунок 23 — Сушилка с встроенным фильтром

Система удаления воздуха, при всей революционной новизне, основана на тех же принципах, что и рукавный фильтр Niro SANICIP Мелочь собирается на фильтрах, встроенных в сушильную камеру. Рукава фильтра опираются на сетки из нержавеющей стали, прикрепленные к потолку по окружности сушильной камеры. Эти фильтрующие элементы очищаются обратной продувкой, как и фильтр SANICIP™.

Рукава продуваются по одному или по четыре за раз струей сжатого воздуха, которая подается в рукав через сопло. Это обеспечивает регулярное и частое удаление порошка, который падает в псевдоожиженный слой.

Здесь используется тот же фильтрующий материал, что и в рукавном фильтре SANICIP™, и обеспечивается такой же расход воздуха на единицу площади материала.

Сопла обратной продувки выполняют две функции. При работе сопло служит для продувки, а при безразборной мойке через него подается жидкость, промывающая рукава изнутри наружу, к грязной поверхности. Чистая вода впрыскивается через сопло обратной продувки, распыляется сжатым воздухом по внутренней поверхности рукава и выдавливается наружу. Эта запатентованная схема очень важна, поскольку промывкой снаружи очистить фильтрующий материал очень трудно или невозможно.

Для чистки нижней стороны потолка камеры вокруг рукавов применяются форсунки специальной конструкции, также играющие двойную роль. Во время сушки через форсунку подается воздух, предотвращающий отложения порошка на потолке, а при мойке она используется как обычная CIP-форсунка. Камера чистого воздуха очищается стандартной форсункой безразборной мойки.

Преимущества установки IFD™

Продукт

• Более высокий выход первосортного порошка. В традиционных сушилках с циклонами и рукавными фильтрами из фильтров собирается продукт второго сорта, доля которого составляет приблизительно 1 %.
• Продукт не подвергается механическому воздействию в каналах, циклонах и рукавных фильтрах, устраняется необходимость в возврате мелочи из внешних сепараторов, поскольку распределение потоков внутри сушилки обеспечивает оптимальную первичную и вторичную агломерацию.
• Качество продукта улучшается, поскольку установка IFD™ может работать при более низкой температуре воздуха на выходе, чем традиционная распылительная сушилка. Это означает, что можно достичь более высокой производительности сушки на кг воздуха.

Безопасность

• Система защиты проще, поскольку весь процесс сушки протекает в одном аппарате.
• Защиты требует меньшее число компонентов.
• Стоимость обслуживания ниже

Проектирование

• Более простая установка
• Меньшие размеры здания
• Более простая опорная конструкция

Защита окружающей среды

• Меньшая возможность утечки порошка внутрь рабочей зоны
• Более простая очистка, так как площадь контакта оборудования с продуктом сокращена.
• Меньший объем стоков при безразборной мойке
• Меньший выброс порошка, до 10-20 мг/нм 3 .
• Экономия энергии до 15 %
• Меньший уровень шума в связи с меньшим падением давления в вытяжной системе