РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ПРИГОТУВАННЯ СОЄВОГО МОЛОКА
2.1. Обґрунтування технологічної схеми приготування соєвого молока та
технічного засобу для його здійснення
Аналіз існуючих технологій переробки соєвих бобів [99, 132, 144, 148] показав
перевагу «вологої» технології приготування соєвого молока перед «сухою». Це,
передусім, пов’язано із зниженням енерговитрат та кількості технічних засобів,
задіяних в процесі.
Правильний підбір технічних засобів для переробки соєвих бобів на молоко
визначається, перш за все, їх фізико-механічними і біологічними властивостями
та режимами попередньої підготовки. При цьому основу процесу переробки займає
процес тонкого подрібнення соєвих бобів та води, з метою поєднання двох
дрібнодисперсних фаз. В результаті отримується тонкодисперсна суспензія (соєве
молоко) з високим вмістом білка, жирів, вуглеводів, мікроелементів [36].
Аналіз конструктивно-технологічних схем сучасних технічних засобів для
переробки соєвих бобів на молоко показав, що їх робота у більшості випадків є
незадовільною та супроводжується високими енерговитратами. З метою
вдосконалення цих засобів механізації необхідно провести більш глибокі
дослідження робочих процесів, обґрунтувати параметри і розробити нові
конструкції, в яких поєднувалося б декілька технологічних операцій і
використовувалися б комбіновані робочі органи. Це дасть можливість скоротити
тривалість переробки, зменшити кількість технологічних операцій, а отже і
енерговитрати, не знижуючи якість кінцевих продуктів.
За результатами попереднього дослідження фізико-механічних властивостей соєвих
бобів, основних способів впливу на подрібнюваний продукт в процесі переробки,
аналізу конструкцій існуючих технічних засобів для подрібнення було
запропоновано альтернативний спосіб тонкого подрібнення-змішування соєвих бобів
у водному середовищі та фільтрування отриманої соєвої суміші [40]. Такий спосіб
впроваджено авторами на виготовленому експериментальному зразку нового
технічного засобу для приготування соєвого молока (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Принципова схема технічного засобу, що пропонується для приготування
соєвого молока: 1 – електродвигун; 2 – зварна рама; 3 – ємкість для збору
молока; 4 – рухомий диск; 5 – запобіжна пружина; 6 – кришка; 7 – патрубок для
подачі води; 8 – завантажувальний бункер; 9 – завантажувальний патрубок; 10 –
дозатор; 11 – регулювальний гвинт; 12 – ніж-інтенсифікатор; 13 – відвідний
патрубок для окари; 14 – нерухомий диск; 15 – віджимний конус; 16 – відвідний
патрубок для молока
Розроблена принципова конструктивно-технологічна схема технічного засобу має
наступні переваги:
- поєднання основних технологічних операцій в одній машині;
- вертикальне розміщення на одному валу подрібнювального вузла та
фільтрувального елемента.
Основними технологічними вузлами досліджуваного технічного засобу є вузол
подрібнення та фільтрування. Подрібнення соєвих зерен з водою є найважливішою
технологічною операцією, яка суттєво впливає на ефективність проведення
наступної операції та якість соєвої суспензії [34].
Наявність на рухомому диску 1 (рис. 2.2) бокової стінки 3 збільшує робочу
довжину, забезпечує поступовий рух суспензії на виході з робочої зони IIІ. Це
сприяє ефективному подрібненню, кращому змішуванню дрібнодисперсних компонентів
між собою в міждисковому зазорі, рівномірному переміщенню соєвої суміші [131].
Ніж-інтенсифікатор 4, що знаходиться в центрі рухомого диска 6, призначений для
грубого подрібнення, сприяє кращому переміщенню соєвих бобів з зони IІ до зони
IIІ тонкого подрібнення.
Ступінь подрібнення соєвих бобів і води регулюється величиною зазора між
дисками 4 і 14 та частотою обертання диска з ножем. Робочий зазор встановлюють
за допомогою регулювального гвинта 11 (рис. 2.1) та підтримується завдяки
запобіжній пружині 5.
Запропонована конструктивно-технологічна схема технічного засобу для
приготування соєвого молока потребує більш глибокого дослідження процесів
вологого тонкого подрібнення, що відбуваються в робочому зазорі між дисками.
2.2. Теоретичне обґрунтування робочого процесу технічного засобу для
приготування соєвого молока
Запропоновані принципова конструктивна та технологічна схеми роботи технічного
засобу для приготування соєвого молока зображені на рис. 2.1. та 2.2. Згідно
обґрунтованою технологічною схемою (рис. 2.1) технічний засіб працює так.
Встановлюють відповідні горизонтальний і боковий (торцевий) зазори між
нерухомим 14 та рухомим 4 дисками, закривають дозувальну заслінку 10. Далі
попередньо підготовлені соєві боби завантажують у бункер 8 і включають
електродвигун 1, який через пасову передачу приводить в обертовий рух жорстко
закріплені на ньому віджимний конус 15 (центрифуги) і рухомий диск 4. Потім
відкривають дозувальну заслінку 10 і включають та регулюють подачу води через
патрубок 7 відповідно до технологічних норм. Вода сприяє рівномірності подачі
матеріалу. Соєві боби, що потрапили на рухомий диск 4, попередньо подрібнюються
ножем-інтенсифікатором, що знаходиться в центрі завантажувального патрубка.
Завдяки відцентровій силі і воді, попередньо грубо подрібненні частки разом з
водою подаються в зону тонкого подрібнення. В процесі руху між дисками
компоненти піддаються інтенсивному стисненню і зсуву завдяки тертю між рифлями
дисків. Потім тонкоподрібнені частинки соєвих бобів змішуються з
дрібнодисперсними краплями води, внаслідок чого соєві білки розчиняються.
Отримана суспензія викидається в зону центрифугування на віджимний конус 15
центрифуги і там фільтрується. Відфільтрована суспенз