กรณีการประยุกต์ใช้เครื่องโฮโมจิไนเซอร์อิมัลซิไฟเออร์แรงเฉือนสูงในการผลิตผลิตภัณฑ์นม

ความเป็นมาและปัญหา

• ประสิทธิภาพการโฮโมจิไนเซชันไม่เพียงพอ: อุปกรณ์แบบดั้งเดิมไม่สามารถทำลายไขมันในน้ำนมดิบได้อย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้การกระจายขนาดอนุภาคไม่สม่ำเสมอ ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของไขมันยังคงอยู่ที่ 3-5 μm ทำให้เกิดปรากฏการณ์การแยกชั้นที่เห็นได้ชัดเจนในผลิตภัณฑ์ระหว่างการเก็บรักษาที่อุณหภูมิต่ำ โดยมีอัตราการแยกชั้นสูงถึง 8% ภายใน 7 วัน
• การใช้พลังงานสูงและการบำรุงรักษาบ่อยครั้ง: อุปกรณ์ทำงานด้วยความเร็วคงที่โดยไม่มีการปรับเปลี่ยนตามความหนืดของวัตถุดิบ ทำให้สิ้นเปลืองไฟฟ้ามากเกินไป ช่วงเวลาการเปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่นอยู่ที่ 1,250 ชั่วโมงการทำงานเท่านั้น ทำให้ต้องหยุดการทำงานบ่อยครั้งเพื่อการบำรุงรักษา ซึ่งลดอัตราความพร้อมในการผลิตโดยรวมลงเหลือประมาณ 85%
• ความเสถียรของผลิตภัณฑ์ไม่ดี: เนื่องจากการทำอิมัลซิไฟเคชันและการโฮโมจิไนเซชันที่ไม่เพียงพอ คุณภาพทางประสาทสัมผัสของผลิตภัณฑ์นม เช่น เครื่องดื่มนมและครีม แสดงความแตกต่างอย่างมากในแต่ละชุดการผลิต รวมถึงเนื้อสัมผัสและรสชาติที่ไม่สม่ำเสมอ อัตราการผ่านเกณฑ์ของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปอยู่ที่ 88-90%
• ความเสี่ยงด้านสุขอนามัย: ช่องว่างของอุปกรณ์มีมุมอับที่ทำความสะอาดได้ยาก และวัสดุตกค้างทำให้เกิดการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ได้ง่าย ไม่สามารถปฏิบัติตามมาตรฐาน GMP และ GB 14881-2013 ได้อย่างเต็มที่ ทำให้ต้องมีขั้นตอนการทำความสะอาดด้วยตนเองเพิ่มเติม ซึ่งเพิ่มต้นทุนแรงงาน

การเลือกอุปกรณ์และการกำหนดค่าทางเทคนิค

1. โครงสร้างสเตเตอร์-โรเตอร์หลายขั้นตอน: ใช้การออกแบบสเตเตอร์-โรเตอร์แบบคอมโพสิตสามขั้นตอนพร้อมช่องว่างที่ปรับได้ 0.05-0.2 มม. ความเร็วของโรเตอร์สามารถปรับได้อย่างต่อเนื่องในช่วง 500-15,000 รอบต่อนาทีผ่านเทคโนโลยีการแปลงความถี่ สร้างอัตราการเฉือนสูงถึง 80,000 s⁻¹ ซึ่งช่วยทำลายไขมันและอนุภาคที่จับตัวเป็นก้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
2. ระบบควบคุมอุณหภูมิแบบแจ็คเก็ต: ช่องว่างของอุปกรณ์ติดตั้งโครงสร้างควบคุมอุณหภูมิแบบ夹套式 ทำให้สามารถควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำระหว่าง 0-120℃ โดยมีช่วงความผันผวน ±1.5℃ ซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่สูงเกินไประหว่างการเฉือนด้วยความเร็วสูง ปกป้องสารอาหารที่ไวต่อความร้อนในผลิตภัณฑ์นม
3. การออกแบบโครงสร้างสุขอนามัย: ช่องว่างทำจากสแตนเลส 316L พร้อมผิวขัดเงาแบบกระจก ทำให้ได้ค่าความหยาบผิว Ra ≤ 0.8 μm ใช้โครงสร้างที่ถอดประกอบได้อย่างรวดเร็วโดยไม่มีมุมอับ ทำให้สามารถทำความสะอาดได้อย่างสมบูรณ์ภายใน 5 นาที และรองรับระบบทำความสะอาด CIP/SIP เพื่อตอบสนองความต้องการด้านสุขอนามัยที่เข้มงวด
4. การควบคุมและการป้องกันอัจฉริยะ: ติดตั้งเซ็นเซอร์แรงบิดอัจฉริยะและระบบควบคุมแบบวงปิด สามารถปรับความเร็วในการหมุนได้โดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงความหนืดของวัสดุ หลีกเลี่ยงความเสี่ยงในการโอเวอร์โหลด โครงสร้างซีลเชิงกลแบบคู่ป้องกันการรั่วไหลของวัสดุและรับประกันการทำงานที่ปลอดภัย
5. การเพิ่มประสิทธิภาพการหล่อลื่น: จับคู่กับน้ำมันหล่อลื่นเกรด H1 ที่ปลอดภัยต่ออาหาร ซึ่งไม่เป็นพิษและเข้ากันได้กับการผลิตอาหาร มีความทนทานต่อการเกิดออกซิเดชันและการสึกหรอได้ดีเยี่ยม ช่วยยืดช่วงเวลาการเปลี่ยนน้ำมันหล่อลื่น

ผลการดำเนินงานและการวิเคราะห์ข้อมูล

1. การปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์

2. การใช้พลังงานและการบำรุงรักษาที่เหมาะสม

3. ประสิทธิภาพการผลิตและความสะดวกในการดำเนินงาน

4. การยกระดับการปฏิบัติตามสุขอนามัย

สรุป