安东帕监测乳制品行业的喷雾干燥过程

• 关键词：安东帕,在线折光仪,乳制品
• 摘要：奶粉生产商依赖于浓度和粘度监测来优化蒸发和喷雾干燥过程的耗时、耗能和产品质量问题。在蒸发步骤入口和出口测量的粘度和浓度值可为自动化工艺控制提供最佳数据。安东帕的在线折光仪 L-Rix 5100 经证实非常适合持续监测食品和饮料生产工艺的总溶解固性物浓度。使用 L-Vis 510 进行在线粘度测量可完成可靠的过程控制。

1 奶粉生产 

奶粉是通过将牛奶蒸发至干燥状态而制成的一种乳制品。 烘干牛奶的目的之一是为了保存。奶粉的保质期比液态 奶长得多，且不需要冷藏，因为它的水分含量很低 (2.5 - 5%)。另一个目的是减少体积来节约运输成本。 奶粉通常由喷雾或滚筒干燥而成。喷雾干燥分两个阶段 进行。在第一个阶段，对预处理后的牛奶进行蒸发，使 干燥固体总含量 (%TDS) 达到 45–55%。在第二个阶 段，浓缩汁通过泵输送到干燥塔进行最后干燥。 对于蒸发和喷雾干燥过程的操作，牛奶的最佳粘度和正 确的 %TDS 至关重要。要优化过程及成品质量，在线 监测蒸发塔入口牛奶和出口甜炼乳的浓度和粘度至关重要。 

2 过程监控 

许多年来，食品行业一直广泛运用折光仪 (RI) 来测量 饮料、果汁和乳制品中的浓度。由于这些产品可能是混 浊物质、果肉或包含气泡，所以在线折光仪非常适合用 来测量折光率及确定中间产品和成品中的总固性物或糖 含量。 在线粘度计 (V) 提供快速实时的分析，可持续监测产品 质量和工艺条件。它提供与实验室结果高度相关的测量 数据。 特别是安东帕的在线仪器提供了一个快速准确的解决方 案，可监测送入蒸发器和喷雾干燥器 (图 1) 的材料的总固性含量和粘度。

2.1 浓度测量 

蒸发过程中最重要的是测量干燥固体总含量 (%TDS)， 因为它影响蒸发的性能和随后的工艺步骤。在线监测蒸 发步骤前后的 %TDS 对优化工艺和保证最终产品的一致质量具有重要意义。 蒸发后浓度过低会产生很小的粉体颗粒，这些颗粒空气 含量高，润湿性差，保质期短。喷雾干燥过程也将是不经济的。 安东帕在线折光仪 L-Rix 5100 可安装在蒸发工艺的入 口和/或出口，用来持续测量总固体物/糖浓度和管道温 度。 用 L-Rix 5100 测量的 RI 包括牛奶（甜炼乳）中所有可溶固性物的浓度。根据客户要求，可将测量的 RI 值转 换为替代的测量值，例如 %TSD 或 °Brix (图 2)。

用于控制蒸发过程前后产品浓度的安东帕解决方案由直接安装在管道中的 L-Rix 5100 在线折光仪组成，该仪 器可持续测量折光率和温度。传感器的设计符合 EHEDG 指南

L-Rix 5100 使用 Varivent® 或 TriClamp® 法兰直接安 装在工艺管道中。 应用程序的具体计算是在 mPDS 5 中或使用 Pico 3000 （可选，也可以使用 HMI）二次表进行的。最多可向 一个 mPDS 5 连接 4 个传感器，结果可显示或传输至 PLC 或 Davis 5 数据采集和可视化软件。 或者，可以将 L-Rix 连接到 Pico 3000 RC 外壳上进行 远程控制（用于单一生产管道）。 

2.2 粘度测量 

安东帕的在线粘度传感器 L-Vis 510 安装在蒸发器再循 环回路的进料线上，或直接安装在蒸发器之后。快速精 确的 L-Vis 510 可持续测量工艺粘度和管道温度。入口 液体的粘度会影响喷雾干燥器内液滴的尺寸分布，对奶 粉的颗粒尺寸分布也有影响。 L-Vis 510 的数据用于控制该过程，并有助于节省和优 化处理时间。

L-Vis 510 配备纳米级分辨率的电感式位移传感器，可测量锥形口传感器位移的偏差。宽间隙可容许高达几百微米的粒径，并方便测量样品的更换。这些功能在十分稳定的工艺条件下具备出色的可重复性特性，可保证自动粘度测量工艺和质量控制。

3 优点

使用可靠、准确的安东帕传感器 • 精确地实时监测 TDS 浓度和粘度 • 改善最终产品的一致性 • 优化和控制蒸发和喷雾干燥过程 • 避免人为错误和采样错误 • 大幅节省能源和时间 

4 乳制品行业中的其他安东帕传感器

 L-Dens 7400 + mPDS 5 - 牛奶标准化过程中脂肪含量的测定 - 灌装前的界面检测 Oxy 510 - 测量牛奶和乳制品中的溶解氧 L-Rix 5100 - 牛奶和酸奶生产中的质量控制。