材料:生牛乳(脂肪含量 3.8%、蛋白 3.2%,某乳业提供);
设备:工业级碟式离心机(DPF500 型,分离因数 6000-10000)、哥特里 - 罗紫法脂肪测定仪、凯氏定氮仪;
方案:采用正交实验(3 因素 3 水平),以脱脂奶脂肪含量(目标≤0.5%)、蛋白流失率(目标≤3%)、能耗为指标,优化转速(A:6000/8000/10000rpm)、进料量(B:3/5/7m³/h)、分离温度(C:30/40/50℃)。
参数影响规律:
进料量:3m³/h 效率低(单吨处理耗时 20min),7m³/h 因停留时间短(5s)脂肪残留 0.6%,5m³/h 兼顾效率与效果;
温度:30℃时乳黏度高(2.5mPa・s)导致分离阻力大,50℃易致蛋白变性,40℃时黏度降至 1.8mPa・s,能耗降低 15%。
脱脂奶脂肪含量稳定在 0.35%-0.45%,合格率 100%;
蛋白流失率 2.1%,较优化前降低 58%;
单吨处理能耗降至 10.2kWh,年节省成本约 8 万元(按日产 100 吨计)。
基料脂肪含量稳定在 1.2%-1.4%(符合低脂标准),酸奶风味评分从 8.2 升至 9.1(无脱脂异味);
连续运行 30 天,参数波动≤5%,产品批次一致性显著提升,不良率从 6% 降至 1.2%。
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