В настоящее время материально-техническая база многих предприятий молочной промышленности не позволяет им производить высококачественную конкурентоспособную продукцию и обеспечивать внедрение безотходных технологических процессов. На ряде предприятий эксплуатируется значительное количество морально устаревшего, малопроизводительного, физически изношенного оборудования. Износ и выбытие основных производственных фондов стал опережать их ввод в действие, треть оборудования отработало свыше двух амортизационных сроков.

Крупные молокоперерабатывающие предприятия, как правило, закупают в настоящее время импортное оборудование. Средние и мелкие предприятия ориентируются на отечественное. Выпускаемое отечественное оборудование удовлетворяет требованиям предприятий, реализующих традиционные технологии переработки молока. Однако, по различным причинам, на этих заводах не производится оборудование для многих современных технологий получения молочных продуктов.

Институт ВНИМИ поставил себе задачу  создать оборудование для аппаратурного оформления новых технологических процессов.

Была разработана гидродинамическая установка роторного типа (далее ГУРТ), предназначенная для выполнения целого ряда технологических операций: диспергирования, перемешивания, гомогенизации, эмульгирования, аэрирования и термообработки (нагрев и охлаждение) многокомпонентных смесей из жидкотекучих пищевых продуктов различной плотности и вязкости.

Установка ГУРТ применима в качестве аппаратурного оформления технологических процессов при выработке стойких высокодиспергированных эмульсий, гелей и суспензий как на предприятиях молочной промышленности, так и на сходных переделах других отраслей народного хозяйства (масложировой, кондитерской, химической, фармацевтической и т.п.).

В технологических линиях такие установки способны заменить роторно-пульсационные аппараты, диспергаторы, гомогенизаторы, коллоидные мельницы, куттера. С помощью этих аппаратов предприятия молочной промышленности могут существенно расширить ассортимент своей продукции, предлагая на продовольственный рынок традиционные и новые качественные изделия. К ним можно отнести такие продукты, как взбитые творожные и шоколадные муссы плотностью не более 700 кг/м³, лечебные гомогенные фитопасты «Доктор-Д», «Русь», фруктово-ягодные наполнители и овощные концентраты.

В 2003 г. освоено серийное производство установки. В настоящее время установка ГУРТ внедрена на пяти предприятиях молочной промышленности в Московской области, городах Таганрог и Каменск-Уральский.

На основании положительных результатов технологических испытаний на установке ГУРТ по переработке творога полученного кислотно-сычужным методом представляет интерес создание на базе роторного устройства установки участка по предварительной гомогенизации творога. Это особенно актуально при производстве творожных масс с изюмом или курагой, а также для линий производства творожных глазированных сырков на базе кислотно-сычужных или альбуминных творогов.

Роторное устройство данной установки (без чаши) предлагается доукомплектовать приемной воронкой или приемным бункером со шнековым нагнетательным элементом (рис. 2).  Творог загружатся в воронку вручную, подъемником или насосом, а затем из воронки он увлекается в роторное устройство, в котором подвергается интенсивному механическому воздействию. Далее, за счет насосного эффекта (давление не менее 2.5 Атм) гомогенизированный творог через патрубок выхода может по молочному трубопроводу транспортироваться на следующие технологические участки.  Ориентировочная производительность по гомогенизации творога за один проход составляет 0,5¸2 т/час.

Рис. 2. Установка для гомогенизации творога на базе роторного устройства ГУРТа.
загрузка творога вручную через воронку;	загрузка творога творожным насосом роторно-поршневого типа НРП-150/130
загрузка творога подъемником для тележек через бункер-питатель.

Институт ВНИМИ закончил разработку параметрического ряда измельчителей-смесителей (рис. 3) состоящего из пяти типоразмеров, серийное изготовление четырех из которых уже освоено промышленностью.

Измельчители-смесители предназначены  для измельчения, перемешивания, эмульгирования и термической обработки вязких и пастообразных молочных продуктов типа творожных изделий, плавленых сыров, десертов, паст, соусов, майонезов, сывороточных и кисломолочных продуктов с возможностью подключения к системе вакуумирования. Техническая характеристика измельчителей-смесителей показана в таблице 2.

Измельчители-смесители типа ИС позволяют совместить в одном аппарате несколько технологических операций, улучшить качество готового продукта и увеличить сроки его хранения и реализации. Такие аппараты применимы в пищевой, химической, биологической и других отраслях промышленности.

В процессе испытаний промышленного образца измельчителя-смесителя ИС-80 в ГНУ ВНИМИ были проведены экспериментальные выработки пищевых продуктов для различных отраслей АПК.

Для молочной промышленности вырабатывались различные творожные пасты и массы, восстанавливалась сухая молочная смесь «Малыш» и проводилась работа по выработке творожного продукта с гороховым наполнителем.

Для кондитерской промышленности была изготовлена начинка «Пралине» для конфет и вафельных тортов, а также вареная сгущенка из сухого молока. Для масложировой промышленности – майонез «Легкий» и «Новинка». Для мясоперерабатывающей промышленности был выработан мясопеченочный паштет для школьного питания и произведено измельчение шкурок свинины для наполнения колбасных фаршей.

Органолептические, физико-химические и микробиологические показатели готовой продукции соответствовали требованиям нормативно-технической документации.

Длительность цикла выработки готового продукта, складывающаяся из длительности операции по загрузке исходных компонентов (до 3-х минут), нагрева при одновременном измельчении и перемешивании (до 15 минут), охлаждения (до 15 минут) и разгрузки (до 5 минут) в среднем составляет 25-30 минут, что при знании объема чаши позволяет прогнозировать производительность аппаратов.     

Использование отечественного оборудования, стоимость которого значительно ниже аналогичных образцов немецкой фирмы «Штефан», позволяет обеспечить его быструю окупаемость за счет улучшения качества и увеличения сроков хранения и реализации готовой продукции.  

Проблема термообработки (нагрев и охлаждение) вязких и липких пастообразных продуктов является весьма актуальной в пищевой индустрии. Над этой проблемой трудятся десятки зарубежных фирм. Наибольших успехов в этой области добилась шведская фирма «Альфа-Лаваль», предложившая для этих целей аппараты с очищаемой поверхностью теплообмена, так называемые аппараты «Контерм». В отличие от обычных теплообменников данный аппарат может использоваться для непрерывного нагревания и охлаждения практически любого перекачиваемого насосами продукта.

Широкая номенклатура обрабатываемых в аппаратах «Контерм» продуктов предопределена тем, что в их конструкции применен специальный вращающийся ротор со скребками по всей теплоотдающей поверхности аппарата, который обеспечивает необходимую турбулизацию вязкого потока и предотвращает загрязнение теплоотдающей поверхности налипами и пригаром, что в конечном итоге приводит к интенсивному и стабильному теплообмену продукта с теплоносителем.

Для предотвращения экспортной зависимости российских предприятий в подобном оборудовании в ГНУ ВНИМИ в 2001 г. была начата работа по созданию аналогичного отечественного аппарата.

Были разработаны и изготовлены два типоразмера подобных аппаратов. Один, ТСВ-0,84 с поверхностью теплообмена 0,84 м², другой ТСВ-0,36  с поверхностью теплообмена 0,36 м². Схематическое изображение этих теплообменников и их технические характеристики представлены на рисунке 4 и а таблице 3. Оба аппарата выполнены в вертикальном исполнении, что обусловлено следующими преимуществами по сравнению с горизонтальными теплообменниками:

Создание отечественных установок, конкурентоспособных по сравнению с продукцией ряда зарубежных фирм по критерию цена-качество, позволяет отказаться от поставок оборудования по импорту, а так же загрузить отечественные машиностроительные заводы.

Кроме вышеперечисленных установок в ГНУ ВНИМИ ведется  работа и над созданием других аппаратов, которые могут найти применение в молочной отрасли. Среди них горизонтальная распылительная сушильная установка производительностью 500кг/ч по испаренной влаге,  инфракрасная сушилка, распылительная ленточная сушилка, прибор для измерения плотности сухого молока. Особое внимание будет уделяться внедрению разработанного оборудования в промышленность.