Mleko.docx

Degradacja witaminy C podczas suszenia mleka spożywczego w suszarce rozpyłowej

1.Wstęp teoretyczny

              W ćwiczeniu korzystałam z suszarki rozpyłowej, która składa się z komory suszenia, dysku rozpyłowego, sekcji grzałek, wentylatora zasysającego gorące powietrze do komory suszarki, cyklonu oddzielającego powietrze od materiału suszonego, pompki perystaltycznej dozującej materiał do suszenia i wodę do przemywania aparatury, sprężarki powietrza do rozpylania materiału w dysku.

              Powietrze z otoczenia zasysane jest wentylatorem, znajdującym się na końcu układu suszarki, następnie przepływa przez układ grzejny (grzałki), w którym jest podgrzewane do odpowiedniej temperatury i przez kolektor gorącego powietrza jest wprowadzane do górnej części  suszarki.
W górnej części korpusu suszarki znajduje się również dysk rozpylający suszony materiał (mleko). Do dysku jest doprowadzane sprężone powietrze ze sprężarki, które wprowadza w ruch obrotowy dysk. Ciśnienie sprężonego powietrza doprowadzanego do dysku reguluje się pokrętłem na pulpicie suszarki: powinno ono wynosić 0,3 MPa , wówczas obroty dysku wynoszą ~25 000 obrotów/minutę. Do przyosiowej części wirującego dysku doprowadzane jest mleko (dozowane pompką perystaltyczną). Pod działaniem siły odśrodkowej ciecz przemieszcza się z coraz większą prędkością w kierunku obwodowym do obrzeża dysku, skąd odrywają się miliardy drobnych kropelek. Średnica rozpylonych kropelek jest zależna od prędkości obrotowej dysku, wynosi w granicach od 30 do 150 µm.

              Gorące powietrze z kolektora równomiernie rozprowadzone w górnej części suszarki styka się współprądowo z kropelkami rozpylonego mleka. Następuje prawie natychmiastowe wysuszenie kropelek, które w postaci cząstek proszku zawieszonego w gorącym powietrzu przemieszczają się do dolnej części suszarki, dzięki podciśnieniu wytwarzanemu przez wentylator. Następnie mieszanina dwufazowa (faza stała i  faza gazowa) wpływa do cyklonu, w którym następuje oddzielenie fazy stałej (wysuszony proszek ) od fazy gazowej - powietrza, które przepływa przez wentylator
i wydostaje się na zewnątrz przez króciec wylotowy.

              Powietrze dostarczane do suszenia spełnia potrójną funkcję: stanowi źródło ciepła potrzebnego do zamiany wody zawartej w kropelkach mleka na parę, czynnika odprowadzającego tę parę na zewnątrz oraz czynnika przenoszącego wysuszony produkt.

              Zaletą metody rozpyłowej jest bardzo krótki czas suszenia, wynoszący teoretycznie około 5 sekund, a w praktyce nie więcej niż 15 sekund. Krótki czas kontaktu suszonego produktu
z gorącym powietrzem pozwala na zachowanie właściwości organoleptycznych produktu przy nieznacznej degradacji witaminy C.

              Z ekonomicznego punktu widzenia korzystne jest stosowanie jak najwyższej, dopuszczalnej dla danego produktu temperatury powietrza wlotowego i jak najniższej temperatury powietrza wylotowego. Zwiększa się wówczas sprawność cieplna suszarki oraz wydajność.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest określenie wpływu procesu suszenia mleka w suszarce rozpyłowej na wielkość strat witaminy C podczas tego procesu.

3. Opis przebiegu ćwiczenia i schemat aparatury.

3.1. Przygotować roztwór mleka o zawartości 30% suchej substancji oraz witaminy C
w ilości 150mg w przeliczeniu na 100g s.s roztworu mleka.

3.2. Rozpuścić witaminę C w wodzie, dodać resztę wody i odważone wcześniej mleko - dobrze wymieszać.

3.3. W 40cm3 oznaczyć zawartość witaminy C a resztę przeznaczyć do suszenia.

3.4. Oznaczyć zawartość substancji suchej w wysuszonym mleku za pomocą wagosuszarki.

3.5. Oznaczyć witaminę C - próbka składa się z 10,0g roztworu mleka z wit. C i wody destylowanej. W celu wyekstrahowania witaminy wytrząsać próbkę. W erlenmajerce umieścić 2% kwas szczawianowy i roztwór mleka, miareczkować 0,001N roztworem Tillmansa do uzyskania trwałego różowego zabarwienia.

3.6 Tak jak w pkt. 3.5. oznaczyć wit. C w wysuszonym mleku.

4. Obliczenie ilości mleka w proszku, wody i witaminy C do sporządzenia roztworu suszenia.

30g s.s. — 100g roztworu
x — 500g

x=150g s.s.

95g s.s. — 100g wody
150g s.s. — x

x= 157,9g mleka

150mg — 100g s.s
x — 150g s.s.

x=0,225g witaminy C

5. Wyniki

6. Przykłady obliczeń witaminy C w mleku i suszu.

Wit C=C∙V∙88∙100∙100∙10010∙m∙s.s.

gdzie:

c – stężenie odczynnika Tillmansa, równe 0,001 N,

v – objętość odczynnika Tillmansa zużyta na zmiareczkowanie próbki, cm3,

m – masa badanej próbki, g  (10 g roztworu mleka, 2g wysuszonego mleka),

s.s. – zawartość suchej substancji w badanej próbce,

88 – miligramorównoważnik kwasu askorbinowego (witaminy C).

·         roztwór mleka

Wit C=0,001∙5,9∙88∙100∙100∙10010∙10∙30=173,1[mg100gs.s.]

·         wysuszone mleko

Wit C=0,001∙3,5∙88∙100∙100∙10010∙2∙96,7=159,3[mg100gs.s.]

7. Obliczenie stopnia degradacji witaminy C.

D=A-BA∙100%

gdzie:

A – zawartość witaminy C przed suszeniem, mg/100 g s.s.,

         B - zawartość witaminy C po suszeniu, mg/100 g s.s.

D=173,1-159,3173,1∙100%=7,9%

8. Obliczenie sprawności cieplnej suszarki.

S=t1-t2t1-t0∙100%

gdzie:

t1 – temperatura powietrza wlotowego,

t2 – temperatura powietrza wylotowego,

t0 – temperatura powietrza zasysanego, t0 = 20 º C

·         dla średnich wartości temperatur

S=179,7-111179,7-20∙100%=43,0%

·         dla wybranych temperatur               t1=180,3°C...