Почему в ёмкости для смешивания напитков образуется пена?

Пена образуется в резервуаре для смешивания напитков, когда газ поступает в жидкость быстрее, чем успевает выйти, а ингредиенты стабилизируют образовавшиеся пузырьки. Этому могут способствовать перемешивание, разбрызгивание, утечки воздуха, растворенный диоксид углерода и сама рецептура. Для начала полезнее всего определить, когда появляется пена: во время наполнения, смешивания, добавления ингредиентов или перекачивания. Каждая из этих стадий указывает на разные причины.

Некоторое количество пены на поверхности — это нормально, особенно для продуктов с высоким содержанием белка или газированных напитков. Пена становится производственной проблемой, если занимает рабочий объем, мешает считывать уровень, уносит продукт в вентиляционные отверстия или затрудняет перекачивание однородной смеси.

Для начала определите стадию, на которой образуется пена

Наблюдайте за каждой стадией процесса, используя смотровое стекло резервуара или другую разрешенную точку наблюдения. Отмечайте уровень жидкости, настройку мешалки, добавляемый ингредиент и условия перекачивания в момент появления пены. Не открывайте герметичный сосуд во время работы, если это прямо не разрешено процедурой.

• Пена появляется во время наполнения: проверьте, не падает ли входящий поток с высоты, не сбрасывает ли возвратная линия жидкость выше уровня жидкости и не поступает ли воздух со стороны всасывания системы перекачивания.
• Пена усиливается после запуска мешалки: проверьте, не образуется ли поверхностная воронка, нет ли разбрызгивания и не работает ли оборудование при низком уровне жидкости.
• Пена появляется после добавления определенного ингредиента: ингредиент может стабилизировать пузырьки или выделять газ. Скорость и способ его добавления также могут приводить к попаданию воздуха.
• Пена образуется при перекачивании или рециркуляции: проверьте условия всасывания, соединения и место возврата жидкости, а также изменения давления или температуры, влияющие на растворенный газ.
• Пена сохраняется после остановки перемешивания: ингредиенты или остатки моющих средств могут замедлять разрушение пузырьков. Однако стойкая пена сама по себе не позволяет определить, что именно стало причиной.

По возможности изменяйте только одно рабочее условие за раз и сравнивайте результат на том же продукте и при сопоставимом размере партии. Одновременное снижение скорости мешалки и изменение способа наполнения может уменьшить пенообразование, но не покажет, какая именно корректировка помогла.

Перемешивание может вовлекать воздух в смесь

Видимая воронка — распространенный признак того, что поверхность жидкости втягивается к рабочему колесу мешалки. Если воронка достигает рабочего колеса, воздух может втягиваться под поверхность и распределяться в виде мелких пузырьков. Чрезмерная турбулентность на поверхности также может образовывать пену даже без глубокой воронки.

Постепенно снижайте скорость мешалки, проверяя, достаточно ли хорошо перемешивается партия. Более низкая скорость не всегда лучше: порошки по-прежнему необходимо диспергировать, а ингредиенты должны достигать требуемой однородности. Используйте минимальную настройку, которая надежно обеспечивает требуемый результат процесса, и проверяйте результат с учетом требований к перемешиванию продукта.

Уровень жидкости важен не меньше скорости. Рабочее колесо, хорошо функционирующее при обычном рабочем объеме, может вызывать сильное возмущение поверхности, когда в резервуаре остается мало жидкости. Соблюдайте минимальный рабочий уровень, установленный для оборудования, и не запускайте мешалку на начальном этапе наполнения, если этого не требует процедура.

Если пенообразование регулярно повторяется при приемлемых рабочих настройках, возможно, необходимо проверить рабочее колесо, его положение, отражательные перегородки и геометрию резервуара. Установка перегородок или замена рабочего колеса могут изменить циркуляцию и эффективность мойки, поэтому такие модификации оборудования следует оценивать с учетом всего процесса.

При наполнении и перекачивании может незаметно попадать воздух

Поток, падающий из входного патрубка, расположенного выше поверхности жидкости, может захватывать воздух при разбрызгивании. Если конструкция сосуда и гигиенические требования это допускают, погружной патрубок или способ наполнения, уменьшающий высоту падения потока, могут ограничить этот эффект. Особое внимание уделяйте началу наполнения, пока входной патрубок еще не покрыт жидкостью.

Воздух также может попадать в поток до поступления в резервуар. Ослабленный хомут, поврежденная прокладка, плохо закрепленное соединение или недостаточная подача жидкости к насосу могут привести к попаданию газа в продукт. Утечка на стороне всасывания не всегда сопровождается заметной утечкой жидкости во время работы насоса, поэтому проверяйте соединения и уплотнения, а не полагайтесь только на видимые капли.

Прислушайтесь к необычным шумам насоса и проверьте, нет ли нестабильного потока или пузырьков в подходящем смотровом стекле. Причиной могут быть кавитация или подсос воздуха, но один только шум не позволяет подтвердить ни то, ни другое. В соответствии с процедурой технического обслуживания предприятия проверьте подачу на всасывании, положения клапанов, сетчатые фильтры и условия работы насоса.

При рециркуляции плавная подача жидкости ниже ее поверхности может уменьшить разбрызгивание, если такая схема подходит для продукта и процесса мойки. Снижение расхода в линии возврата может помочь, но только при условии, что циркуляция остается достаточной для смешивания и выполнения других требований процесса.

Некоторые рецептуры дольше удерживают пузырьки

Белки, некоторые стабилизаторы и другие поверхностно-активные ингредиенты могут образовывать пленки вокруг пузырьков, делая пену более устойчивой. Поэтому молочные напитки и некоторые напитки на растительной основе могут сохранять пену даже после остановки мешалки. Фруктовые ингредиенты, концентраты и порошки могут вести себя по-разному в зависимости от состава и способа добавления.

Добавление порошка непосредственно на поверхность с интенсивной турбулентностью может приводить к захвату воздуха или образованию плавающих комков, для диспергирования которых требуется более длительное перемешивание. Соблюдайте рекомендованный поставщиком ингредиента способ добавления и утвержденную рецептуру. В зависимости от продукта и оборудования контролируемая подача или подходящая система индукции порошка могут улучшить смачивание и уменьшить ненужное возмущение поверхности.

Температура также влияет на поведение продукта. Ее изменение может повлиять на вязкость, диспергирование ингредиентов и растворимость газа, поэтому температура, при которой видимой пены становится меньше, не обязательно является подходящей температурой обработки. Не выходите за пределы утвержденного для продукта диапазона и перед внесением изменений учитывайте их влияние на перемешивание и качество.

Это воздух или выделяющийся из раствора диоксид углерода?

В газированных напитках пузырьки могут образовываться из-за выделения растворенного диоксида углерода при снижении давления, повышении температуры или перемешивании жидкости. Например, перекачивание в вентилируемый резервуар может вызвать пенообразование, даже если воздух не попадает в линию.

В этом случае простая затяжка соединений не решит проблему. Проверьте предусмотренные условия давления и температуры, ограничения на пути перекачивания и способ поступления продукта в приемный сосуд. Используйте оборудование, рассчитанное на требуемое давление, и соблюдайте процедуры газирования и перекачивания, действующие на предприятии. Не герметизируйте и не создавайте давление в резервуаре, который не предназначен и не допущен для такой работы.

У негазированного продукта неожиданное образование газа или изменение запаха, внешнего вида либо характера пенообразования также может указывать на проблему с качеством продукта. Изолируйте затронутую партию и следуйте процедуре контроля качества предприятия, вместо того чтобы рассматривать этот симптом как проблему перемешивания.

Перед следующей партией проверьте мойку и условия выдержки

Остатки моющего или дезинфицирующего средства могут влиять на пенообразование и загрязнять напиток. Если пена появляется после мойки или возникает при разных рецептурах, проверьте цикл мойки, дозирование химических средств, слив и предусмотренные процедурой предприятия этапы ополаскивания или проверки. Не загружайте продукт в сосуд, который не прошел обязательные проверки после мойки.

На молочных производствах также следует обратить внимание на оборудование для выдержки и перекачивания: разбрызгивание или попадание воздуха до того, как смесь достигнет мешалки, может привести к переносу пены на следующую стадию. Горизонтальный резервуар для молока объемом 2000 л предназначен для хранения и временной выдержки молока; он имеет герметичную конструкцию и совместим с CIP-мойкой. Это вариант для выдержки, а не замена правильно подобранной системы смешивания, и его использование само по себе не устраняет пенообразование.

Стоит ли использовать пеногаситель?

Пеногаситель может быть полезен, если рецептура естественным образом образует устойчивую пену, а регулировка процесса сама по себе не обеспечивает достаточного контроля. Не следует использовать его в качестве первого решения при утечке на стороне всасывания, неподходящей схеме подачи или чрезмерном перемешивании: эти проблемы могут продолжать влиять на качество продукта даже после уменьшения видимой пены.

Используйте пеногаситель только в том случае, если он подходит для данного напитка, разрешен для предполагаемого применения и утвержден в составе рецептуры продукта и процедурах предприятия. Учитывайте его влияние на последующие этапы обработки и готовый продукт, особенно если пена является желаемой характеристикой.

После устранения причины зафиксируйте рабочие условия, при которых удалось решить проблему, и этап, на котором они применяются. Настройка, подходящая для полного резервуара с одной рецептурой, может не подойти для меньшей партии или другого состава. Последовательные практики наполнения, перемешивания и перекачивания позволяют легче заметить изменения до того, как пена приведет к остановке производства.