饮料均质机的原理
产品简介
植物蛋白饮料是以植物果仁、果肉等为主要原料(如大豆、花生、杏仁、核桃仁、椰子、棒子)，经加工制成的以植物蛋白为主体的乳状液体饮品。以其不含或较少的胆固醇含量，富含蛋白质和氨基酸，适量的不饱和脂肪酸，营养成分较全等特点，深受消费者欢迎。植物蛋白饮料有很多品种，这些产品通过使用增稠添加剂（有时结合冷冻）来达到其粘度。 使用一些成分（尤其是稳定剂）将这些饮料与常规风味的乳饮料进行不同的处理。在大多数 /地区，法律涵盖了这些产品的成分和标签。 这些法规限制了某些成分的使用，并规定了脂肪和总固体的 *低含量。
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成分 |
占比％ |
功能 |
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乳脂 |
0-3.5 |
脂肪口感。较低的脂肪含量更清爽，适合水果口味。巧克力在高脂肪配方中效果更好。牛奶混合物用于提供特定的脂肪含量 |
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糖 |
4-6 |
使用了各种糖，糖浆和人造甜味剂混合物。巧克力牛奶通常以较高的糖/甜味剂含量配制 |
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味道 |
0.1 |
可能有许多不同的口味， *常见的是香蕉，草莓，巧克力和红枣、核桃、花生、大豆、巴旦木、杏仁等。在许多 ，调味剂的使用受到法规的控制。天然和合成香料都可以使用。 |
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颜色 |
0.1 |
将液态颜料添加到草莓牛奶中。颜色的选择取决于加工条件，并且可能会受到法律的影响。 |
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稳定剂 |
0.1-0.3 |
稳定剂可根据需要增强车身和粘度。产品的混合物用于获得一系列性能。所用的稳定剂包括瓜尔胶，刺槐豆胶，角叉菜胶，黄原胶和果胶。 |
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乳化剂 |
0.2 |
这样可以保持较小的脂肪小球，因此可以减少长期存储中有脂肪增加的趋势。乳化剂还会影响乳脂质地或“口感” |
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可可 |
1 |
为巧克力饮料增添色彩和风味，通常使用脂肪少的可可脂，脂肪含量为10-12％。可以添加其他口味（例如香草）来完善巧克力口味。 |
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可可稳定剂 |
0.2 |
可可不溶，必须悬浮，以防止饮料在白牛奶下分解成深色可可沉淀，通常用角叉菜胶。 |
现有流程
传统的混合物将通过以下方式制备：
•将液体成分称重/计量到处理容器中，随后加热以帮助随后的成分溶解/混合。
•粉状成分如脱脂奶粉、糖等添加到液体中并混合直至分散。
•添加了稳定剂和乳化剂。这些可以与其他成分例如干粉预混合如糖，以减少团聚和轻浮粉末掺入液体中。
•在此阶段可能要添加香料和色素。
通常通过高压均质机将混合物均质。后续处理取决于产品类型：
•某些“浓密的奶昔”在销售前被冻结。
•货架期短的产品通常在连续板式换热器中进行巴氏杀菌，然后冷却，填充到瓶中，然后在2-4˚C的温度下存储。
•将保质期长产品在140℃左右灭菌，然后在无菌条件下包装，通常装在纸箱或塑料瓶中。
•将无菌奶制品加热到135℃左右，然后冷却至60℃，然后装入瓶中。将它们密封后再灭菌。
存在问题
使用搅拌器和传统的粉末/液体混合系统时，该过程会遇到许多问题：
•这些粉末具有很高的内聚力，必须以可控的速率添加以减少颗粒的团聚。
•粉末的预混合会增加人工成本和处理时间。
•稳定剂和乳化剂很容易结块，需要特殊处理。
•分散不良会导致部分混合的物质聚集在热交换器的壁上，从而损害传热。
•混合不完全会降低原料的产量。
•需要较长的处理时间才能完成分散并达到令人满意的均匀性。
•使用传统方法很难获得稳定剂的转化率。
•许多配方中不必要地包含了这些原料的高含量，以弥补不良的产量和浪费。
解决方案
通过使用斯路森高剪切均质乳化机可以克服上述问题。
操作如下：物料经初粉碎后，与大量的水混合物，使物料有了一定的流动性。转子带有叶片高速旋转产生强大的离心力场，在转子中心形成的负压区，料液（纤维物料与流体混合物）从定转子中心被吸入，在离心力作用下，物料由中心向四周扩散，在向四周扩散过程中，物料首先受到叶片的搅拌、并在叶片端面与定子齿圈内侧窄隙间受到剪切，然后进入内圈转齿与定齿的窄小的间隙内，在机械力和流体力学效应的作用下，产生很大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰状和摩擦作用而使物料破碎。随着转齿的线速度由内圈向外圈逐渐增高，粉碎环境不断改善，物料在向外圈运动过程中受到越来越强烈的剪切、摩擦、冲击、碰撞等作用而被粉碎得越来越细。
饮料均质机高频压力波作用，高频压力波主要有空穴效应，高频压力振动，可使颗粒表面周期性膨胀、压缩，致使固相与液相颗粒破裂。空穴效应是由于大量气泡随压力升高而瞬间溃灭而产生的高速微射流，速度可达到100m/s到300m/s这一高速微射生的脉冲压力接近200Mpa这就是空穴效应。高频压力振动是由于定转子齿槽时开时闭时产生的，高频压力波对果疏汁等含液-液相的物料可达到很好的均质效果。
饮料均质机机械撞击、剪切作用，对于含固体颗粒物料的粉碎均质，机械剪切与撞击起主导作用，转子带有叶高速旋转产生强大的离心力场，在转子中心形成很强的负压区，料液（液液或液固混合物）从定转子中心被吸入，在离心力地作用下，物料由内圈向外圈运动，线速度越来越高，形成极大的压力梯度场，在该场中，物料受机械力、流体力作用下，产生强大的剪切、摩擦、撞击以及物料间的相互碰撞、摩擦实现固相在微粒与液相的乳化。
