Гомогенизация молока – это механическая обработка молока (сливок), которая заключается в измельчении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий [Бредихин, 2003; Крусь, 2006]. Диспергирование жировых шариков, т.е. уменьшение размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных машинах – гомогенизаторах.

Известно, что при хранении свежего молока и сливок из-за наличия разницы в плотности молочного жира и плазмы происходит всплытие жировой фракции или ее отстаивания. Скорость отстаивания жира зависит от размера жировых шариков, вязкости, от возможности соединения жировых шариков друг с другом. Размеры жировых шариков колеблются в широких пределах от 0,5 до 0,18 мкм. Согласно формуле Стокса, скорость выделения (всплытия) жирового шарика прямо пропорциональна квадрату его радиуса. В процессе гомогенизации молока размеры жировых шариков уменьшаются примерно в 10 раз, а скорость всплытия становится примерно в 100 раз меньше. В процессе дробления жирового шарика перераспределяется вещество его оболочки. На построение оболочек образовавшихся мелких шариков мобилизуются плазменные белки, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока. Этот процесс способствует стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков молоко практически не отстаивается. Механизм дробления жировых шариков показан на рисунке.

де d - диаметр отверстия в седле клапана, Vo - скорость движения молока в клапане, V´o - скорость в пограничном сечении, po - давление в клапане, V1 - скорость движения в щели клапана, p1 - давление в щели клапана, h-высота щели клапана.

Рисунок – Схема дробления жировой шарики в клапанной щели гомогенизатора

Гомогенизация сырья, т.е. гомогенизация молока, способствует при производстве кисломолочных продуктов (сметана, кефир, йогурт и т.д.) – повышению прочности и улучшению консистенции белковых сгустков исключению образования жировой пробки на поверхности продукта [Бредихин, 2003].

Основным узлом современных гомогенизаторов клапанного типа является гомогенизирующая головка. Она может быть одноступенчатой или двухступенчатой. Двухступенчатую гомогенизацию с большим перепадом давления на обеих ступенях применяют при производстве высокожирных молочных продуктов (сливки, смеси мороженого и т.п.). Она позволяет рассеивать (разбивать) образующиеся скопления жировых шариков. Для производства других видов молочных продуктов, в том числе питьевого молока, можно использовать одноступенчатую гомогенизацию молока.