OMOGENIZAREA SI EMULSIONAREA IN INDUSTRIA ALIMENTARA

1.Generalitati

Omogenizarea este operatia de reducere a dimensiunilor fazei disperse a unui lichid in scopul maririi stabilizarii la pastrare , reducerea tendintei de ecremare sau sedimentare, la reducerea dimensiunii componentelor unui material vascos (cazul fabricarii bradtului si compozitiei pentru prospaturi). Nu trebuie confundata cu amestecarea. Omogenizarea conduce si la emulsionare, daca produsele prelucrate contin si substante de emulgare (proteine, fosfolipide, etc.).

Emulsionarea este operatia in care doua lichide sunt amestecate intim, unul din lichide, faza dispersa fiind maruntita in picaturi mici in faza continua (externa).

De regula cele doua lichide sunt apa si uleiul formand emulsii de tip U/A sau A/U.Faza U/A de exemplu poate fi diluata cu apa colorata cu coloranti solubili in apa. Emulsia A/U poate fi diluata cu ulei, colorata cu coloranti solubili in ulei.

Tipul de emulsie ce se va obtine depinde de: tipul de emulgator utilizat,proportia relativa intre faze si de metode.

Interferenta dintre doua lichide nemiscibile, este locul energiei libere rezultata din diferenta fortelor de coeziune a celor doua lichide, impiedicandu-se aglomerarile,faza interna avand tendinta de a forma permanent picaturi micisferice.

Formarea unei emulsii implica reducerea tensiunii interfaciale dintre picaturi pentru a obtine o stabilitate marita. Acest lucru este usurat prin utilizarea emulgatorilor ca agenti de emulsionare care pot fi de orice natura (lecitina, sterolii) sau sintetici(esterii glicerolului,sarurile acizilor grasi,etc.).

Pe langa functia de emulsionare emulgatorii mai realizeaza: stabilitatea spumelor, efect de lubrificatie, aerarea produsului(la inghetata),complexarea amidonului,etc.

Faza in care agentul de emulsionare este mai solubil va deveni de regula, faza externa.

Pulberile fine pot fi adsorbite deasemenea pe interfete si pot actiona ca agenti de emulsionare.

2.Metodele de emulsionare

Pentru a forma o emulsie este necesara o energie care sa mentina lichidele in agitare si pentru a invinge rezistentele de frecare. Agitarea trebuie sa fie violenta pentru a dispersa fie picaturile fazei interne si pentru ca filmul protector al agentilor de emulsionare sa fie adsorbit.

La realizarea emulsiei se va tine seama de :

-promovarea unui anumit tip de emulsie tip U/A sau A/U;

-raportul dintre faze(daca o faza depaseste 50% este mai greu de realizat si manipulat operatia de emulsionare);

-temperatura de emulsionare trebuie strict specificata(pana la 71sC sunt optime pentru realizarea emulsiilor de tip lactat;pentru maioneze fiind necesare temperaturi mai scazute).

Ca o regula generala, cele doua faze trebuie pregatite separat, agentul de emulsionare fiind adaugat la faza externa, cu exceptia,cand cele doua faze tind sa formeze prin hidratare aglomerate,caz in care la emulsionare faza interna se adauga in mod treptat la cea externa sub agitare.In alte cazuri,cele doua faze sunt emulsionate impreuna(bradtul etc.).

3.Masini, aparate si instalatii de omogenizare-emulsionare

Echipamentul de emulsionare poate fi de tipul: turbine omogenizatoare sub presiune, mori coloidale, omogenizatoare cu jet, omogenizatoare adiabatice sau omogenizatoare ultrasonice.

a)Turbinele

Turbinele se utilizeaza pentru realizarea emusiilor cu vascozitate redusa (<50 poise) cum ar fi dressing-urile pentru salate, maioneze, crme de umplutura, etc.

Fig.1 Schema de principiu a unei turbine de omogenizare

1,2 - grupuri antrenare

3-corp tronconic

4-spirale elicoidale cu miscare

de rotatie si revolutie

5 - gura de alimentare

6 - gura de evacuare

Fig.2 Turbina NAUTO-ROTOJET

b) Omogenizatoare mecanice sub presiune

Sunt utilizate pentru reducerea dimensiunilor fazei interne (grasimii) din lapte pentru omogenizare cu scopul prevenirii eclemarii.Asigura scaderea dimensiunii globulelor de grasime sub 2μ.Temperatura optima de omogenizare a laptelui este aproximativ 60sC cand grasimea este in stare fluida si vascozitatea scade.

Principiul de functionare: lichidul este fortat sa treaca printr-un spatiu redus realizat intre o valva si scaunul acesteia, distanta dintre acestea putand fi reglata cu ajutorul unui arc cu tensiune variabila fiind fortat spre evacuare de un inel de spargere a jetului- formand un ansamblu denumit cap de omogenizare.

Alimentarea capului de omogenizare se realizeaza cu pompe cu mai multe pistoane.

La trecerea prin omogenizator produsul se incalzeste cu 2,5sC la presiunea 100 barr sau cu 5sC la o presiune de 200 barr.

Corpurile de omogenizare pot fi intr-o singura treapta de presiune, utilizate pentru laptele de consum, mixturi de inghetata cu mai putin de 10% grasime sau cu douatrepte de presiune la produse cu continut ridicat de grasime (smantana,dressing-uri pentru salate, maioneze,sosuri grase,mixturi pentru inghetate).

La produsele grase exista posibilitatea aglomerarii globulelor de grasime datorita agentului de emulsionare care acopera grupuri de globule de grasime la omogenizarea intr-o singura treapta (presiune 100-200 barr) de aceea se trece la a doua treapta de omogenizare care lucreaza la presiuni mai mici (aproximativ 50 barr).

Omogenizatoare mecanice sub presiune

1.valva

2.scaunul valvei

3.inel de spargere

4.arc

5.surub de strangere