Technologie kavitační dezintegrace v mlékárenské výrobě

Princip využití kavitační energie v potravinářství je zvažován od 50. let minulého století, ale teprve v poslední době technika umožňuje zkonstruovat přístroje s akustickými reaktory s větší a tedy použitelnou kapacitou. Výzkumné práce z Mexika a Austrálie svědčí o možnosti pasterace mléka ultrazvukem, což by mohlo v nejbližší době ovlivnit kvalitu mléka a mléčných výrobků. Z hlediska nákladů na přiváděnou energii je kavitační technologie 5krát ekonomičtější.

V Ústavu výživy Ruské akademie lékařských věd (RAMN) byl uzavřen výzkum bezpečnosti výrobků získaných použitím kavitačního ošetření vody a vodných roztoků, který začal v r. 2000. Výsledky neznamenají žádné nepříjemné překvapení a metoda je již aplikována v masném průmyslu. Kromě toho byla poslední tři roky věnována pozornost aplikacím při zpracování mléka.

Homogenizace mléka

Při homogenizaci mléka působením akustických vln dochází k různým deformacím různě velkých tukových kuliček. Při zmenšování velikosti částic se zvětšuje jejich povrch, a tak dochází k nedostatku látek stabilizujících emulzi. Bílkoviny se mohou vázat na povrch tukových částic, a v tom případě chybějí k udržení rovnováhy v tekuté fázi a je třeba je přidávat.

Pokud dochází při homogenizaci k hydrolýze tuku, vznikají zbytky mastných kyselin, které zvyšují kyselost a tím snižují stabilitu systému.

Při pokusech s homogenizací mléka na katedře technologie mléka MGUPB byl použit přístroj typu SIRINKS pracující s tlakem 0,35MPa při frekvenci 20 kHz. Bylo zjištěno, že kavitační ošetření mléka vede ke zvýšení dispergovatelnosti, což však pro zachování rovnováhy vyžaduje přídavek mléčné bílkoviny v množství 20 g/kg mléka (to odpovídá 65 g sušeného odtučněného mléka nebo 0,65 kg podmáslí). V porovnání s pístovým homogenizátorem potřebuje kavitační homogenizátor 25krát méně energie.

Pokud při homogenizaci k hydrolýze tuků nedochází (probíhá pouze hydratace bílkovin) závisí účinnost kavitace především na hustotě tekutiny a na rychlosti šíření zvuku v ní (specifický akustický odpor).

Kavitaci lze využít i při rekonstituci sušeného mléka.

Existuje reálná možnost zkonstruovat zařízení s homogenizační kapacitou až 5 t/h.