Sprzęt do przetwarzania mleka. Urządzenia do oczyszczania mleka Czyszczenie, pasteryzacja i pakowanie

Podstawowa obróbka mleka prowadzona jest w celu zachowania jego właściwości sanitarnych, higienicznych, odżywczych i technologicznych.

Podstawowe operacje przetwarzania mleka obejmują oczyszczenie go z zanieczyszczeń mechanicznych, chłodzenie i pasteryzację. Podstawowa obróbka mleka powinna odbywać się jednocześnie z dojem.

Aby zmechanizować pierwotną obróbkę mleka, nasz przemysł produkuje różnorodne maszyny i urządzenia: chłodnice, czystko-chłodnice, agregaty chłodnicze, pasteryzatory itp.

Mleko oczyszcza się z zanieczyszczeń mechanicznych za pomocą filtrów lub oczyszczarek odśrodkowych.

Filtry(kubki bawełniane, siateczka, gaza, flanela i lavsan) zatrzymują zanieczyszczenia mechaniczne. Najlepszy stopień osiąga się, łącząc siatkę metalową z przegrodą materiałową.

Oczyszczarki odśrodkowe, które stosowane są w dużych gospodarstwach i kompleksach, zapewniają wyższy stopień oczyszczenia mleka.

Chłodzenie mleka można to zrobić na kilka sposobów. Wybór metody zależy od wielu czynników, m.in. od rodzaju chłodziarki, ilości schłodzonego mleka, dostępności zimnej wody, dostępności energii elektrycznej w gospodarstwie domowym do wytworzenia sztucznego chłodu itp.

Najczęściej stosowane są różne chłodnice nawadniające. Mleko spływa na ich powierzchnię pod wpływem grawitacji lub pod ciśnieniem i spływa po nich cienką warstwą w kierunku lub równolegle do czynnika chłodniczego poruszającego się po drugiej stronie powierzchni. W tym przypadku ciepło z mleka przekazywane jest przez cienką ściankę aparatu do cieczy chłodzącej, którą może być zimna woda o temperaturze nie wyższej niż 10°C, woda lodowa schłodzona w lodówkach lub agregatach chłodniczych do temperatury 0 + 4°C, lub solanka chłodzona w urządzeniach chłodniczych i posiadająca ujemną temperaturę.

Skuteczne są także chłodnice natryskowe wsadowe (np. OOM-1000A) i chłodnice płytowe (OOT-M i OOU-M), które są urządzeniami uniwersalnymi, ponieważ są wyposażone w oczyszczacze mleka.

Zbiorniki schładzające i termosy (TOV-1, TO-2 i TOM-2A) służą do schładzania i przechowywania mleka.

Pasteryzacja mleka- obróbka cieplna do 63-90°C w celu dezynfekcji. Jednocześnie bez zauważalnych zmian w smaku, zapachu i konsystencji mleka giną bruceloza, gruźlica i inne patogenne mikroorganizmy.

W gospodarstwach mlecznych najczęściej stosuje się pasteryzatory parowe z dwustronnymi bębnami wyporowymi grzewczymi oraz pasteryzatory płytowe.

Zautomatyzowane instalacje do pasteryzacji rurowej i płytowej są najbardziej zaawansowanymi urządzeniami do pasteryzacji mleka. Należą do nich uniwersalne płytowe urządzenia do pasteryzacji i chłodzenia OPU-3M i OP2-U5 oraz OPF-1-20 i OPF-1-300.

Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz fragment tekstu i kliknij Ctrl+Enter.

Lekcja praktyczna nr 2

Urządzenia do mechanicznej obróbki mleka i jego przetworów

2.1. Urządzenia do separacji i zagęszczania mleka metodami membranowymi

Metody membranowe do przetwarzania mleka obejmują ultrafiltrację, odwróconą osmozę i elektrodializę.

Istotą wszystkich metod membranowych jest separacja i zagęszczenie mleka surowego podczas filtracji przez specjalne membrany pod wpływem ciśnienia (ultrafiltracja i odwrócona osmoza) lub pola elektrycznego (elektrodializa).

Ultrafiltracja służy do oddzielania białek od mleka i serwatki; przy odwróconej osmozie surowce mleczne są skoncentrowane, ponieważ przez membrany przechodzi tylko woda; Serwatka poddawana jest elektrodializie w celu jej demineralizacji.

Organem wykonawczym instalacji do filtracji i odwróconej osmozy jest półprzepuszczalna membrana na bazie octanu celulozy i porowatych materiałów polimerowych. Do ultrafiltracji stosuje się membrany o wielkości porów 500 nm. Takie membrany zatrzymują cząsteczki większe niż rozmiar porów i umożliwiają przejście małych cząsteczek. Proces ultrafiltracji prowadzony jest pod ciśnieniem 0,1...0,5 MPa. Do odwróconej osmozy stosuje się membrany półprzepuszczalne o wielkości porów poniżej 50 nm, proces prowadzony jest pod ciśnieniem 1...10 MPa.

Aparat membranowy to urządzenie składające się z obudowy, membrany, zespołu drenażowego, elementów złącznych, elementów konstrukcyjnych służących do wprowadzania roztworu początkowego oraz odprowadzania koncentratu i filtratu, mieszania itp. Do membrany stosuje się cztery typy aparatów separacja: rama płaska, włókna rurowe, rolkowe i puste. Na ryc. 2.1 pokazuje główne typy urządzeń membranowych.

Przemysłowe urządzenia membranowe to pakiety, bloki, zespoły elementów membranowych: ogniwa, sekcje, moduły. Aparatura membranowa stanowi zazwyczaj część instalacji membranowej okresowej lub ciągłej, w skład której wchodzą także pompy, urządzenia dozujące, zbiorniki na roztwór początkowy, filtrat, koncentrat i roztwory płuczące, rurociągi łączące i oprzyrządowanie.

Jednostka ultrafiltracyjna składa się z aparatu filtracyjnego, pompy dostarczającej produkt do aparatu, pompy przepychającej produkt przez filtry membranowe, rurociągów łączących i zaworów regulacyjnych.

Główną częścią aparatu filtrującego jest półprzepuszczalna membrana - cienka porowata folia, której wielkość porów jest mniejsza niż 0,5 mikrona. Folia naniesiona jest na makroporowate podłoże, co zwiększa jej wytrzymałość mechaniczną. Zazwyczaj jako podłoże stosuje się porowatą blachę ze stali nierdzewnej o grubości 0,5...3 mm z porami 0,5...10 mikronów.

Rysunek 2.1. Urządzenia membranowe:

a - rama płaska: 1 - kołnierz, 2 - membrana, 3 - płyta drenażowa, 4 - płyta uszczelniająca, 5 - płyta oddzielająca; b - rurowy: 1 - materiał uszczelniający (masa), 2 - korpus, 3 - membrana rurowa; c - rolka: 1 - rura do drenażu filtratu, 2 - membrana, 3 - element kanałowy (turbulator), 4 - podłoże - drenaż, 5 - połączenie klejowe; d - z włóknami pełnymi: 1 - podkład drenażowy, 2 - podkładka z włóknem pustym, 3 - korpus, 4 - włókno puste, 5 - pokrywa.

W pierwszym etapie, w wyniku ultrafiltracji, otrzymuje się koncentrat zawierający od 3 do 15% białka oraz roztwór laktozy i soli fizjologicznej. W drugim etapie roztwór soli laktozowej przepuszcza się przez membranę odwróconej osmozy i otrzymuje się stężony roztwór laktozy (10...20%) oraz filtrat, który stanowi 1% roztwór soli.

Konstrukcje instalacji ultrafiltracyjnych do przetwarzania produktów mlecznych i spożywczych są różnorodne. W tych najbardziej zaawansowanych, np. w systemie Sartokon-2, przefiltrowana ciecz przepychana jest przez pompę przez cienkie kanały pomiędzy dwoma filtrami.

Część cieczy przechodzi przez filtry membranowe, a reszta trafia do pojemnika z oryginalnym produktem, który podlega recyrkulacji przez system. Ciągły przepływ styczny wzdłuż powierzchni filtra zapewnia skuteczną filtrację, ponieważ nie pozwala na osadzanie się uwięzionych cząstek lub substancji na powierzchni filtrów i ich blokowanie. Efekt czyszczenia potęguje zastosowanie specjalnej siatki w wąskim kanale pomiędzy filtrami, co powoduje turbulencje przepływu.

W systemie zastosowano moduły Microsart z filtrami membranowymi wykonanymi z octanu celulozy lub poliolefiny o wielkości porów 0,1; 0,3; 0,45 mikrona lub moduły Ultrasart z ultrafiltrami z trioctanu celulozy lub polisulfonu o selektywności nominalnej masy cząsteczkowej 10 000 i 5 000.

Wydajność systemu Sartokon-2 uzależniona jest od ilości zainstalowanych w nim modułów, których powierzchnia może wahać się w granicach 0,7...4,9 m2 dla ultrafiltracji i 0,7...4,2 m2 dla mikrofiltracji.

2.2. Urządzenia do separacji układów heterogenicznych

Istotą procesu separacji (separacji) mleka, jak każdego układu heterogenicznego, jest sedymentacja fazy rozproszonej w polu sił grawitacyjnych i odśrodkowych.

Podczas separacji mleko dzieli się na dwie frakcje o różnej gęstości: wysokotłuszczową (śmietanka) i niskotłuszczową (mleko odtłuszczone).

Ze względu na przeznaczenie wyróżnia się separatory do mleka, separatory do śmietanki, separatory do produkcji śmietany wysokotłuszczowej oraz separatory uniwersalne z wymiennymi bębnami.

W zależności od sposobu podawania mleka i usuwania oddzielonych produktów, urządzenia są otwarte, półzamknięte i zamknięte.

W separatorach otwartych o wydajności do 0,3 kg/s dostarczanie mleka, usuwanie śmietanki i mleka odtłuszczonego następuje w kontakcie z powietrzem. W takim przypadku tworzy się piana mleczna, pogarszając warunki pracy separatorów. W separatorach półzamkniętych o wydajności 0,5...1 kg/s mleko podawane jest w sposób otwarty, a produkt odprowadzany jest w sposób zamknięty pod ciśnieniem. W separatorach zamkniętych (hermetycznych) o wydajności powyżej 1 kg/s podawane jest mleko, a oddzielone produkty usuwane są rurami bez dostępu powietrza pod ciśnieniem.

W zależności od sposobu usuwania zanieczyszczeń mechanicznych i skrzepów białkowych z bębna, separatory mogą być z ręcznym rozładunkiem osadu (zatrzymanie separatora, demontaż i czyszczenie bębna), z okresowym rozładunkiem przez okna w korpusie bębna (samorozładunek) oraz z ciągłym rozładunkiem osadu przez dysze wzdłuż obwodu korpusu bębna (twaróg).

W zależności od rodzaju napędu separatory mogą być ręczne lub elektryczne. Przeniesienie obrotu z silnika elektrycznego na bęben w separatorach drugiej grupy odbywa się za pomocą pary śrub lub napędu pasowego. Bębny separujące o małej pojemności montowane są bezpośrednio na wale silnika.

Jednym z głównych parametrów technologicznych charakteryzujących pracę separatorów jest temperatura oddzielanego lub oczyszczanego produktu.

Mleko kierowane do separacji lub czyszczenia musi mieć temperaturę 40...45°C. Separację wysokotemperaturową przeprowadzamy w temperaturze 60...85˚С, podczas oddzielania zimnego mleka produkt ma temperaturę 4...10˚С.

Głównymi elementami każdego rodzaju separatora (ryc. 2.2) są rama składająca się z korpusu i miski, bębna, urządzenia odbierającego i wyjściowego oraz mechanizmu napędowego, który obejmuje wał pionowy (wrzeciono) i wał poziomy z koło zębate.

W korpusie ramy znajduje się mechanizm napędowy z bębnem osadzonym na pionowym wale. Misa ramowa zamykana jest pokrywą, w której mieści się urządzenie odbierające i wyjściowe. Separatory samorozładowcze i dyszowe posiadają odbiornik osadu lub frakcji skondensowanej (np. skrzepu serowego). Silnik elektryczny kołnierzowy umieszczony jest z boku ramy, a jego wał połączony jest z mechanizmem napędowym poprzez przyspieszające odśrodkowe sprzęgło cierne.

W zależności od przeznaczenia technologicznego bębny separatorów różnią się konstrukcją (rys. 2.3).

Rysunek 2.2. Separator - oczyszczacz mleka typu półzamkniętego z ręcznym wyładunkiem osadu:

1 - korpus ramy, 2 - hamulec, 3 - urządzenie odbiorczo-wyjściowe, 4 - pokrywa separatora, 5 - misa ramy, 6 - stoper bębna, 7 - bęben, 8 - wał pionowy (wrzeciono), 9 - przekładnia wału poziomego.

Bęben separatora śmietanki typu otwartego z ręcznym odprowadzaniem osadu (rys. 2.4) składa się z podstawy, pierścienia uszczelniającego, uchwytu talerzy, pakietu talerzy, płyty oddzielającej, obudowy i nakrętki łączącej. Podstawa bębna ma złożony kształt i składa się z dna z rurą centralną. Rurka posiada trzy prostokątne kanały umożliwiające przepływ mleka do uchwytu na talerze. W górnej części tubusu znajduje się gwint do mocowania nakrętki łączącej. Na krawędzi podstawy znajduje się wycięcie pod zamek obudowy, a na stożkowej części podstawy występ do mocowania uchwytu płyty z pakietem płyt. Pośrodku podstawy znajduje się wydłużony występ zapewniający niezawodne połączenie bębna z pionowym wałem separatora.

Opakowanie 48...56 talerzy służy do stworzenia przestrzeni międzytalerzowej, w której mleko zostaje rozdzielone na śmietankę i mleko odtłuszczone.

Szczelinę międzypłytową tworzą trzy kolce o wysokości 0,4 mm umieszczone po zewnętrznej stronie każdej płytki.Ostatnia płytka posiada kolce po obu stronach, co pozwala na utworzenie szczeliny nie tylko z sąsiednią płytką, ale także z podstawą bębna. Każda płyta ma trzy otwory; Podczas składania talerzy w woreczek powstają pionowe kanały, przez które mleko rozprowadzane jest w przestrzeni pomiędzy talerzami.

Rysunek 2.3. Schematy technologiczne bębnów separatorów różnych typów:

a - bęben separatora - separator (separator śmietanki), b - bęben separatora - klarownik (oczyszczacz mleka), c - bęben separatora dyszowego (twarogu), d - bęben separatora z okresowym odładunkiem osadu: 1 - wkładki talerzowe, 2 – osad (szlam separacyjny), 3 – frakcja ciężka (mleko odtłuszczone), 4 – frakcja lekka (śmietana), 5 – płyn klarowany (mleko czyste), 6 – serwatka twarogowa, 7 – odbiornik twarogu, 8 – skrzep twarogowy, 9 - dysza, 10- dysk ciśnieniowy śmietanki, 11 - dysk ciśnieniowy odtłuszczonego mleka, 12 - okienka wylotowe, 13 - ruchome dno (tłok), 14 - zawór sterujący ruchem tłoka, 15 - odbieralnik osadu.

Na górnej powierzchni płyty oddzielającej znajdują się trzy żebra, które zapewniają niezbędną szczelinę pomiędzy wewnętrzną powierzchnią korpusu bębna a płytą oddzielającą. W górnej cylindrycznej części płyty oddzielającej znajduje się otwór do odsączania śmietanki.

Korpus bębna ma kształt stożkowy z pewnym rozszerzeniem u podstawy, co tworzy przestrzeń błotną. W dolnej części obudowy, od strony zewnętrznej, znajduje się zatrzask, który podczas montażu wpasowuje się w wycięcie podstawy bębna. W górnej części szyjki korpusu znajdują się dwa szczelinowe kanały wylotowe do odpływu odtłuszczonego mleka, otwór do wypuszczenia śmietanki oraz śruba regulacyjna będąca tuleją gwintowaną.

Stosunek ilościowy śmietanki do odtłuszczonego mleka w separatorach może zmieniać się w bardzo szerokich granicach – od 1:3 do 1:12. W tym przypadku wymagany stosunek osiąga się za pomocą urządzeń sterujących, których zasada opiera się albo na zmianie natężenia przepływu śmietanki lub odtłuszczonego mleka poprzez zmianę ciśnienia, albo na zmianie przekroju wylotu.

Ryc.2.4. Bęben separatora - separator śmietany typu otwartego z ręcznym wyładunkiem osadu: 1 - nakrętka łącząca, 2 - korpus bębna, 3 - płyta oddzielająca, 4 - pakiet talerzy, 5 - uchwyt talerzy, 6 - oring, 7 - podstawa bębna.

W pierwszym sposobie śrubę regulacyjną z otworem o stałym przekroju wkręca się do wewnątrz. Szybkość przepływu śmietanki maleje, ponieważ siła odśrodkowa maleje, gdy śruba zbliża się do osi obrotu, a wraz z nią spada ciśnienie. W takim przypadku wyjdzie mniej śmietanki, ale będzie ona bardziej lepka i będzie zawierała więcej tłuszczu.

Drugi sposób regulacji zawartości tłuszczu w śmietanie realizowany jest w półzamkniętych separatorach śmietanki. Cechą wyróżniającą tego typu bębny separacyjne jest konstrukcja płyty separacyjnej, w której górnej części znajdują się dwie komory ciśnieniowe. Jedna komora zawiera dysk dociskowy śmietanki urządzenia odbiorczego i wyjściowego separatora. Komora znajdująca się w szyjce pokrywy bębna zawiera dysk ciśnieniowy odtłuszczonego mleka. W takich separatorach stosunek ilości śmietanki do odtłuszczonego mleka regulowany jest za pomocą zaworów (przepustnic) zainstalowanych na rurach urządzenia odbiorczego i wyjściowego.

Bębny separacyjne z okresowym rozładunkiem śluzu separacyjnego (osadu) mają bardziej złożone urządzenie. U podstawy bębna (ryc. 2.5) znajduje się ruchome dno (tłok). Uszczelnienie pomiędzy podstawą a pokrywą bębna i tłokiem zapewniają O-ringi. Na poziomie połączenia tłoka z pokrywą bębna znajdują się okna do rozładunku osadu. W górnym położeniu tłoka okienka są zamknięte, po opuszczeniu osad jest odprowadzany przez okienka do odbiornika.

Ryż. 2.5. Separator bębnowy - separator śmietanki z okresowym odprowadzaniem osadu:

1 - podstawa bębna, 2 - dno ruchome (tłok), 3, 5 - pierścienie uszczelniające, 4 - okno do rozładunku osadu, 6 - pierścień dociskowy, 7 - pokrywa bębna, 8 - zawór rozładunkowy, 9 - dysza, 10 - pierścień rozprowadzający woda buforowa.

Zasada działania separatora-separatora śmietanki z okresowym odprowadzaniem osadu polega na wytworzeniu określonej różnicy ciśnień pomiędzy mlekiem w bębnie a cieczą (wodą buforową) pod ruchomym dnem (tłokiem). Rozładunek sterowany jest za pomocą układu hydraulicznego w trybie ręcznym i automatycznym. Głównymi elementami systemu są jednostka hydrauliczna i panel sterowania.

Zespół hydrauliczny (rys. 2.6) składa się z filtra, reduktora do regulacji ciśnienia wody w układzie rozładunku bębna (wody buforowej), manometrów, zaworu elektromagnetycznego doprowadzenia wody płuczącej do odbiornika osadu, zaworów ręcznych do ręcznego sterowania działanie separatora oraz zawór trójdrogowy do uzupełniania wodą wnęki pod ruchomym dnem (tłokiem) bębna w pozycji zamkniętej.

Na panelu sterowania znajdują się trzy przekaźniki czasowe, przyciski zdalnego sterowania i ręcznego rozładunku, lampki sygnalizacyjne i bezpieczniki. Programowy przekaźnik czasowy służy do ustawiania odstępu pomiędzy odciążeniami (30 min), a także do sterowania pracą dwóch pozostałych przekaźników. Jeden z nich służy do sterowania pracą zaworu elektromagnetycznego dopływu wody do mycia, drugi do regulacji czasu rozładunku (0,2...0,5 s) bębna separatora.

Układ sterowania rozładunkiem separatora hydraulicznego oddziałuje na ruchome dno (tłok) bębna za pomocą dwóch zaworów rozładunkowych umieszczonych w korpusie bębna pod kątem 180°. Zawory połączone są kanałami wywierconymi w korpusie podstawy z wnęką pod tłokiem i urządzeniem buforującym wodę pod podstawą bębna. Otwierają się w przestrzeń pomiędzy pionową ścianą bębna a obudową separatora. Urządzenia odbiorczo-wyjściowe separatorów przeznaczone są do wprowadzania mleka do separatora i usuwania oddzielonych produktów. W przypadku separatorów typu otwartego (rys. 2.7) urządzeniem odbiorczo-wyjściowym jest pojemnik w kształcie misy umieszczony na ramie separatora.

Ryż. 2.6. Schemat podłączenia zespołu hydraulicznego separatora samorozładowczego:

1 - filtr, 2, 6 - ręczne zawory sterujące, 3 - zawór elektromagnetyczny doprowadzenia wody do mycia, 4 - zawór trójdrogowy trybów pracy, 5 - zawór elektromagnetyczny doprowadzenia wody buforowej, 7, 9 - manometry, 8 - ciśnienie reduktor, RV - przekaźnik czasowy.

Zbiornik składa się z komory pływakowej odbiorczej oraz dwóch komór rozdzielczych z rogami na śmietankę i mleko odtłuszczone. Pływakowa komora odbiorcza zapewnia równomierny dopływ mleka pochodzącego ze zbiornika magazynowego. Komora pływakowa posiada rurkę z kalibrowanym otworem pośrodku, a jej średnica zapewnia nominalną pracę separatora przy określonym poziomie mleka, który jest utrzymywany przez pływak. Jeżeli poziom mleka jest niewystarczający, pływak obniża się i umożliwia przepływ mleka z pojemnika do komory. Po przekroczeniu poziomu nominalnego pływak zamyka otwór spustowy pojemnika na mleko, a poziom w komorze spada.

Elementy miskowego zbiornika separatora typu otwartego wykonane są z blachy (najczęściej blachy ocynowanej lub stali nierdzewnej), natomiast w przypadku separatorów o małej pojemności z materiałów polimerowych.

Aby śmietanka i odtłuszczone mleko wypływające z otworów bębna trafiały do ​​odpowiednich komór rozdzielczych, wysokość pionowych wałów separatorów otwartych można regulować za pomocą specjalnej śruby umieszczonej pod dolnym wspornikiem pionowego wału separator. Bęben opada lub podnosi się wraz z wałem.

Ryż. 2.7.Separator śmietanki typu otwartego:

1 - misa ramowa, 2 - komora dystrybucji mleka odtłuszczonego, 3 - komora dystrybucji śmietany, 4 - komora pływakowa odbiorcza, 5 - pływak, 6 - dno pojemnika w kształcie misy, 7 - kran, 8 - rura komory pływakowej, 9 - śruba regulacji zawartości tłuszczu w śmietanie, 10 - korek wlewu oleju, 11 - przycisk pulsatora, 12 - okienko kontrolne poziomu oleju, 13 - korek spustowy oleju, 14 - śruba regulacji wysokości bębna.

W przypadku separatora o małej wydajności z napędem elektrycznym regulacja ta polega na podniesieniu lub opuszczeniu silnika wraz z bębnem za pomocą śruby znajdującej się w dnie obudowy separatora. Separatory półzamknięte mają bardziej złożoną konstrukcję urządzenia odbierającego i wyjściowego (ryc. 2.8), które składa się z jednego (w przypadku oczyszczaczy mleka) lub dwóch (w przypadku separatorów śmietanki) dysków dociskowych.

Dysk dociskowy wykonany jest w postaci dwóch płaskich okręgów, pomiędzy którymi znajduje się kilka spiralnych kanałów dla cieczy. Za pomocą koncentrycznie rozmieszczonych rur kanały tarczowe łączą się z rurami wylotowymi, na których końcach znajdują się przepustnice sterujące.

Wzdłuż osi urządzenia odbiorczo-wyjściowego znajduje się centralna rurka, przez którą mleko wpływa do bębna. Rurę można podłączyć bezpośrednio do przewodu doprowadzającego mleko lub do komory pływakowej regulującej dopływ mleka do separatora.

Za pomocą zaworów regulacyjnych można zmienić zawartość tłuszczu w powstałej śmietance. Natężenie wypływu śmietanki mierzy się za pomocą rotametru-miernika śmietanki, będącego obudową, w której znajduje się pływak. Pływak posiada pręt, który pasuje do szklanej rurki z podziałką. Im intensywniejszy jest ruch strumienia śmietanki, tym wyżej unosi się pływak. Na podstawie położenia główki pręta względem skali probówki szacuje się zużycie śmietanki w jednostce czasu.

Gdy separator działa, mleko wpływające do bębna wypiera produkty separacji do komór ciśnieniowych. Obracając się w tych komorach, śmietanka, odtłuszczone lub klarowane mleko pełne są wychwytywane przez spiralne kanały nieruchomych dysków. W tym przypadku wysokie ciśnienie wirującej cieczy zamienia się w ciśnienie statyczne, w wyniku czego ciśnienie produktów separacji w kanałach dysku wzrasta do 250...300 kPa. Ciśnienie to wykorzystywane jest do przemieszczania śmietanki i odtłuszczonego mleka rurami do wymienników ciepła ze zbiornika magazynowego. Separator pełni zatem funkcję pompy.

Ryż. 2.8. Urządzenie odbiorcze i wyjściowe separatora półzamkniętego separatora śmietanki:

1 - dysk ciśnieniowy śmietanki, 2 - dysk ciśnieniowy mleka odtłuszczonego, 3 - rurka oddzielająca, 4 - zawór sterujący śmietanką, 5, 7 - manometry, 6 - centralny przewód wlotowy mleka, 8 - zawór sterujący mlekiem odtłuszczonym.

W separatorze szczelnym mleko do separacji podawane jest do bębna od dołu poprzez wydrążony pionowy wał, którego dolny koniec wychodzi pod ramę. Na końcu wału znajdują się tarcze urządzenia pompującego, które obracając się wraz z wałem pełnią rolę koła dociskowego i pompują mleko do bębna. Mleko wpada pod uchwyt na talerze, a następnie poprzez pionowe kanały utworzone przez otwory w talerzach rozprowadzane jest po całym opakowaniu. Śmietana w takim bębnie zbierana jest w centralnej rurze uchwytu talerza i usuwana z bębna pod ciśnieniem wytworzonym na wlocie separatora przez urządzenie ciśnieniowe.

Mleko odtłuszczone, przechodząc pomiędzy płytą oddzielającą a pokrywą bębna, dostaje się do komory tarczy dociskowej i jest odprowadzane z separatora. Separatory hermetyczne zapewniają najpełniejsze oddzielenie fazy tłuszczowej od mleka, gdyż podczas pracy ich bębna nie dochodzi do spieniania się i powstawania pęcherzyków powietrza utrudniających oddzielanie mleka.

W nowoczesnych wirówkach do śmietany kuleczki tłuszczu o wielkości mniejszej niż 0,1 mikrona dostają się do mleka odtłuszczonego, natomiast w mleku odtłuszczonym pozostaje 0,02...0,05% tłuszczu (tab. 2.1).

W produkcji wielu produktów mlecznych jako surowiec wykorzystuje się mleko o określonej zawartości tłuszczu, na przykład o zawartości tłuszczu 3,2 lub 3,5%. Takie mleko nazywa się normalizacją, a proces doprowadzenia mleka do standardowej zawartości tłuszczu nazywa się normalizacją. Najprostszym sposobem normalizacji mleka jest dodanie do niego odtłuszczonego mleka lub śmietanki w określonej proporcji i wymieszanie ich w pojemniku. Wygodniejszą metodą jest normalizacja przepływu mleka, która odbywa się za pomocą separatorów śmietanki wyposażonych w urządzenie normalizujące, które jest instalowane na urządzeniu odbiorczym i wyjściowym separatora.

Na ryc. Rysunek 2.9 przedstawia jedno z urządzeń do normalizacji mleka w strumieniu za pomocą separatora śmietanki. Rurociąg wylotowy śmietanki jest połączony rurą z rurociągiem wylotowym mleka odtłuszczonego. Na wylocie śmietanki zainstalowana jest przepustnica. Podczas normalizacji mleka część śmietanki kierowana jest rurą do wylotu separatora i po zmieszaniu z odtłuszczonym mlekiem tworzy mieszaninę znormalizowaną. Nadmiar śmietanki odprowadzany jest rurociągiem. Gdy przepustnica jest całkowicie otwarta, separator pełni funkcję separatora śmietanki. Dźwignia przepustnicy ma kształt kołpaka zakrywającego cylindryczną część korpusu przepustnicy, na której naniesiona jest skala. Za pomocą tej skali urządzenie normalizujące ustawia się na określoną zawartość tłuszczu mlecznego zgodnie z tabelą. Dokładność normalizacji mleka według zawartości tłuszczu przy użyciu takiego urządzenia wynosi ± 0,2%.

W zależności od przeznaczenia technologicznego większość separatorów posiada specjalne cechy konstrukcyjne.

Tabela 2.1. Charakterystyka techniczna separatorów śmietany.

Indeks	Otwarty z ręcznym rozładunkiem osadu	Półzamknięty z ręcznym odprowadzaniem osadu
Wydajność, m3/h
Częstotliwość obrotu bębna, s-1
Objętość przestrzeni błotnej, dm3
Wymiary całkowite, mm
Masa bez silnika elektrycznego, kg

Tym samym w separatorach do śmietany wysokotłuszczowej zwiększa się odległość między płytami (do 0,6 mm), a także między płytami a uchwytem na talerze. Zbiornik śmietanki wysokotłuszczowej (82...85% tłuszczu) i rura do jej odprowadzania mają większe nachylenie. Dopływ oddzielonej śmietanki (o zawartości tłuszczu 30...40%) do separatora regulowany jest za pomocą kranu. Ustawienie separatora do produkcji śmietanki wysokotłuszczowej dla różnych rodzajów masła następuje poprzez zmianę ilości śmietanki i ciśnienia na wylocie maślanki (za pomocą manometru za pomocą tłoka sterującego)

Zadzwoń" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">kolektorowe jednofazowe szybkie silniki elektryczne o napięciu 220 V.

Ponieważ separatory wyposażone są jako napęd w asynchroniczne silniki elektryczne o częstotliwości przemysłowej 50 i prędkości obrotowej nie większej niż 50 s-1, specjalne wymagania stawiane są mechanizmowi napędowemu, który zapewnia obrót bębna separatora z częstotliwością 80 s-1.

Najbardziej powszechny schemat mechanizmu napędu separatora pokazano na ryc. 2.10. Silnik elektryczny obraca część napędową sprzęgła, której podkładki pod działaniem siły odśrodkowej dociskają się do wewnętrznej cylindrycznej części połówki sprzęgła, sztywno osadzonej na poziomym wale napędowym. Do tego samego wału przymocowana jest przekładnia, która przenosi obrót z wału poziomego separatora na wał pionowy. Ten ostatni ma gwint wielozwojowy, który zazębia się z kołem zębatym.

Ryż. 2.10 Schemat mechanizmu napędu separatora.

1 - silnik elektryczny, 2 - część napędowa odśrodkowego sprzęgła rozpędzającego, 3 - część napędzana sprzęgła, 4 - wał poziomy, 5 - koło zębate, 6 - elastyczne wspornik szyi, 7 - bęben, 8 - wał pionowy.

Ruch w parze zębatej napędu separatora odbywa się na zasadzie pary śrub, w której pionowy wał jest śrubą, a koło jest sektorem. Podczas ruchu gwint wału pionowego ślizga się z dużą prędkością (do 25 m/s) po zębach koła, dlatego też, aby zmniejszyć ich zużycie, parę śrubową wykonano z materiałów o niskim współczynniku tarcia i dobra odporność na zużycie. Równie ważna jest dokładność wykonania i czystość powierzchni sprzęgających.

Przekładnia śrubowa mechanizmu napędu separatora musi być smarowana w trakcie pracy, w tym celu w obudowie ramy separatora znajdują się korki służące do napełniania i spuszczania smaru.

Należy pamiętać, że para przekładni napędu separatora przenosi obrót w dwóch kierunkach: z silnika elektrycznego na bęben podczas jego przyspieszania i pracy, a także z bębna, który ma dużą bezwładność, na silnik elektryczny podczas pracy separatora. jest wyłączony. Wyjaśnia to wielopunktowa (11-startowa) konstrukcja śruby i duży kąt nachylenia jej zęba. Przełożenie przekładni par śrubowych separatorów mieści się w zakresie 3...6.

Jedną z najważniejszych cech mechanizmu napędowego separatorów jest obecność tzw. elastycznego wspornika szyi, czyli zamontowania górnego łożyska wału pionowego z możliwością pewnej swobody ruchu w płaszczyźnie poziomej. W tym celu pomiędzy górne łożysko znajdujące się pod podstawą bębna a jego gniazdo w ramie separatora wkłada się element elastyczny. W przypadku małych separatorów może to być tuleja gumowa. Bardziej wydajne posiadają grupę promieniowo ułożonych sprężyn naciskowych (najczęściej sześć pod kątem 60° względem siebie).

Niedokładności w wykonaniu i względnym położeniu części bębna podczas montażu prowadzą do nieznacznego przesunięcia osi pionowego wału obracającego się w łożyskach względem osi obrotu bębna. Występowanie siły odśrodkowej w tym przypadku negatywnie wpływa na pracę separatora. Obecność elementu sprężystego w wsporniku szyjki pozwala bębenowi w pewnych granicach na samoczynne wyważenie (bęben przechyla wał pionowy tak, że jego środek ciężkości pokrywa się z geometryczną osią obrotu bębna).

Aby pochłaniać drgania pionowe bębna, wał pionowy separatora opiera się na sprężynie umieszczonej pod dolnym łożyskiem.

W separatorach o dużej wydajności drgania pionowe bębna odbierane są przez zespół sprężyn zamontowanych w wsporniku szyjki wału pionowego równolegle do jego osi. Separatory o wydajności do 1000 l/h nie posiadają takich sprężyn, gdyż masa ich bębnów jest stosunkowo niewielka. Jednocześnie niewielkie wibracje wału pionowego mogą prowadzić do zakleszczenia dolnego łożyska, dlatego aby tego uniknąć, łożysko jest kuliste. Sterowanie częstotliwością obrotów bębna separatora odbywa się za pomocą obrotomierza tarczowego i specjalnego urządzenia - pulsatora. Osobliwością jego działania jest to, że po naciśnięciu przycisku pulsatora ręką odczuwalne jest jedno naciśnięcie przy każdym obrocie wału mimośrodowego. Wał mimośrodowy połączony jest za pomocą pary ślimaków z przekładnią służącą do napędzania obrotomierza i pulsatora i jest zamontowany na poziomym wale mechanizmu napędowego separatora. Instrukcje dotyczące separatora wskazują liczbę minut kopnięcia, jaką powinien mieć pulsator przy nominalnej prędkości bębna. Obrotomierz pokazuje prędkość obrotową wału napędowego separatora poziomego, której wartość jest również podana w instrukcji.

Bębny separatora mają dużą energię kinetyczną, a po wyłączeniu silnika separator obraca się jeszcze przez dość długi czas. W przypadku separatorów o dużej wydajności czas potrzebny do spadku prędkości do zera zajmuje kilkadziesiąt minut. Ponieważ po zakończeniu cyklu eksploatacji separatory należy rozebrać, oczyścić z osadów i umyć (z wyjątkiem samorozładowczych z myciem obiegowym), aby zaoszczędzić czas obsługi, separatory wyposaża się w specjalne urządzenia hamujące . Urządzenie to składa się z dwóch klocków z okładzinami wykonanymi z materiału ciernego. Połączone są z uchwytem za pomocą sprężynującego pręta i umieszczone są w misie separatora pod kątem 180° względem siebie. W takim urządzeniu hamującym szczęki działają na zewnętrzną ścianę bębna.

W niektórych konstrukcjach napędów, w tym w separatorach samorozładowczych, hamulec montowany jest w obudowie rozpędzającego sprzęgła odśrodkowego. W tym przypadku szczęka hamulcowa dociskana jest do zewnętrznej powierzchni misy sprzęgła, sztywno połączonej z poziomym wałem napędowym. Separatory średniej pojemności posiadają w misie ramy śruby zabezpieczające, zabezpieczające bęben podczas czyszczenia i mycia. Aby to zrobić, po przykręceniu pasują do gniazda korpusu bębna.

2.3. Urządzenia do homogenizacji mleka i przetworów mlecznych

Homogenizacja polega na rozdrobnieniu (rozproszeniu) kuleczek tłuszczu poprzez poddanie mleka lub śmietanki działaniu znacznych sił zewnętrznych. W trakcie zabiegu zmniejsza się wielkość kuleczek tłuszczu oraz prędkość unoszenia się tkanki tłuszczowej. Substancja otoczki kulek tłuszczu ulega redystrybucji, emulsja tłuszczowa jest stabilizowana, a homogenizowane mleko nie osiada.

Homogenizatory zaworowe służą do przetwarzania mleka i śmietany w celu zapobiegania ich rozdzielaniu się podczas przechowywania.

Homogenizatory rotacyjne-plastyfikatory służą do zmiany konsystencji produktów mleczarskich takich jak sery topione i masło. W maśle przetwarzanym za ich pomocą faza wodna zostaje zdyspergowana, dzięki czemu produkt jest lepiej przechowywany.

Zasada działania najbardziej rozpowszechnionych homogenizatorów zaworowych jest następująca. W cylindrze homogenizatora mleko poddawane jest działaniu mechanicznemu pod ciśnieniem 15...20 MPa. Po podniesieniu zaworu i lekkim otwarciu wąskiej szczeliny mleko wypływa z cylindra. Jest to możliwe po osiągnięciu ciśnienia roboczego w cylindrze. Przy przejściu przez wąską okrągłą szczelinę pomiędzy gniazdem a zaworem prędkość mleka wzrasta od zera do wartości przekraczającej 100 m/s. Ciśnienie w przepływie gwałtownie spada, kropla tłuszczu złapana w takim strumieniu jest wyciągana, a następnie pod wpływem działania sił napięcia powierzchniowego rozbijana na drobne kropelki-cząsteczki.

Podczas pracy homogenizatora na wylocie szczeliny zaworowej często obserwuje się adhezję rozdrobnionych cząstek i tworzenie się „skupisków”, zmniejszających skuteczność homogenizacji. Aby tego uniknąć, stosuje się homogenizację dwustopniową (ryc. 2.11). W pierwszym etapie wytwarza się ciśnienie równe 75% ciśnienia roboczego, w drugim etapie ustala się ciśnienie robocze. Aby przeprowadzić homogenizację, temperatura surowców mlecznych powinna wynosić 60...65°C. W niższych temperaturach wzrasta sedymentacja tłuszczu, w wyższych może wytrącać się białko serwatkowe.

Ryc.2.11. Głowica homogenizująca.

I - pierwszy stopień, II - drugi stopień, 1 - gniazdo zaworu, 2 - zawór, 3 - tłoczysko, 4 - śruba dociskowa, 5 - kielich, 6 - sprężyna, 7, 8 - obudowy.

Homogenizator z dwustopniową głowicą homogenizującą (rys. 2.12) składa się z ramy, obudowy, bloku tłokowego, głowicy homogenizującej, napędu i mechanizmu korbowego.

Ryż. .2.12. Homogenizator A1-OGM-5

1- silnik elektryczny, 2- rama z napędem, 3- mechanizm korbowy z układem smarowania i chłodzenia, 4- blok tłokowy z głowicami homogenizującymi, manometrami i zaworem bezpieczeństwa, 5- głowica manometru, 6- głowica homogenizująca, 7- V- napęd pasowy.

Rama wykonana jest z ceowników i pokryta od zewnątrz blachą stalową. Silnik elektryczny jest zainstalowany wewnątrz niego na płycie, która jest przymocowana zawiasowo do ramy na dwóch wspornikach.

Blok tłoka składa się z korpusu tłoka, uszczelek wargowych, zaworów ssawnego i tłocznego oraz gniazd zaworów. Gdy działa jedna para tłoków, ciecz przepływa do głowicy homogenizującej pulsacyjnym przepływem. Do jego wypoziomowania w homogenizatorach stosuje się najczęściej pompy trójtłokowe napędzane przez

wał korbowy, którego kolanka są przesunięte względem siebie o 120°.

Do bloku tłoków przykręcona jest dwustopniowa głowica homogenizująca, głowica manometru oraz zawór bezpieczeństwa umieszczone po przeciwnej stronie głowicy homogenizującej. Głowica manometru posiada urządzenie dławiące, które umożliwia zmniejszenie amplitudy oscylacji igły manometru podczas pracy homogenizatora. Napęd homogenizatora składa się z silnika elektrycznego i napędu pasowego.

Mechanizm korbowy składa się z wału korbowego zamontowanego na dwóch łożyskach stożkowych, korbowodów i napędzanego koła pasowego. Korbowody są połączone zawiasowo z suwakami.

Przemysł produkuje homogenizatory o różnej wydajności (tabela 2.2).

Tabela 2.2. Charakterystyka techniczna homogenizatorów do mleka i płynnych przetworów mlecznych

Indeks
Wydajność, m3/h
Ciśnienie robocze, MPa
Temperatura przetworzonego produktu, ºС
Liczba tłoków
Skok tłoka, mm
Prędkość obrotowa wału korbowego, s-1
Liczba stopni homogenizatora
Moc silnika elektrycznego, kW
Wymiary całkowite, mm		1430×1110×1640	1480×1110×1640
Waga (kg

W przypadku, gdy podczas homogenizacji konieczne jest wykluczenie dostępu mikroorganizmów do przetwarzanego produktu, stosuje się specjalne aseptyczne głowice homogenizujące. W głowicach tych gorąca para pod ciśnieniem 30...60 kPa doprowadzana jest do przestrzeni ograniczonej dwoma elementami uszczelniającymi. Ta strefa wysokiej temperatury działa jak bariera zapobiegająca przedostawaniu się bakterii do cylindra homogenizatora.

Homogenizatory-plastyfikatory różnią się zasadą działania i konstrukcją od homogenizatorów zaworowych. Korpusem roboczym w nich jest wirnik, który może mieć różną liczbę łopatek - 12, 16 lub 24.

Homogenizator-plastyfikator (rys. 2.13) składa się z ramy, obudowy ze śrubami, leja odbiorczego i napędu. Napęd umożliwia regulację prędkości obrotowej ślimaków podających (za pomocą wariatora) w zakresie 0,2,..0,387 s-1. Prędkość obrotowa wirnika z łopatkami nie jest regulowana i wynosi 11,86 s-1. Zasada działania maszyny jest następująca. Masło podawane jest do leja zasypowego, skąd za pomocą dwóch obracających się w przeciwnych kierunkach ślimaków przeciska się je przez rotor i przez dyszę z membraną do leja zasypowego maszyny rozlewniczej.

Ryż. 2.13. Homogenizator M6-OGA do masła:

1 - koło, 2 - rama, 3 - korpus, 4 - mocowanie dyszy, 5 - dysza, 6 - zamek, 7 - komora ślimaka, 8 - zbiornik, 9 - panel sterowania, 10 - ślimaki.

Aby zapobiec przywieraniu oleju, części robocze homogenizatora smaruje się przed rozpoczęciem pracy specjalnym roztworem smaru. Wydajność homogenizatora uzależniona jest od prędkości obrotowej ślimaków pociągowych i wynosi 0,76...1,52 m3/h. Moc napędowa maszyny wynosi 18,3 kW.

Homogenizator YaZ-OGZ przeznaczony jest do przerobu roztopionej masy serowej w produkcji serów topionych i składa się z następujących części: podstawy, korpusu, zestawu narzędzi homogenizujących, leja zasypowego, urządzenia rozładowczego i napędu.

Podstawa służy do mocowania do niej elementów homogenizatora. Obudowa zawiera zespoły robocze i urządzenia uszczelniające.

Narzędzie homogenizujące (rys. 2.14) do podawania, mielenia i mieszania roztopionej masy serowej wykonane jest w postaci noży ruchomych i nieruchomych, oddzielonych pierścieniami dystansowymi, a także koła łopatkowego załadunkowego i rotora rozładunkowego. Noże ruchome posiadają specjalne rowki wykonane pod pewnym kątem do powierzchni czołowej, co ułatwia przemieszczanie się rozdrobnionego produktu do urządzenia rozładowczego. Wał narzędzia homogenizującego obraca się z częstotliwością 49 s-1.

Zasobnik do przyjmowania i przechowywania masy serowej posiada płaszcz termoizolacyjny.

Urządzenie rozładowujące w postaci dwóch rur połączonych ze sobą kranem służy do odprowadzania homogenizowanej masy do dozownika maszyny rozlewniczej.

Ryż. 2.14. Zestaw narzędzi do homogenizacji homogenizatora:

1- pierścień stały, 2- pierścień ruchomy, 3- pierścień łopatkowy, 4- lej zasypowy, 5- nóż ruchomy, 6- korpus, 7- nóż stacjonarny, 8- rotor rozładowczy, 9- wał homogenizatora.

Napęd stanowi silnik o mocy 11 kW przeznaczony do przenoszenia obrotów z wału na ruchomą część narzędzia homogenizującego.

Przetwarzanie produktu na homogenizatorze YaZ-OGZ odbywa się w następujący sposób. Roztopiona masa serowa jest okresowo lub w sposób ciągły podawana do leja zasypowego homogenizatora. Pod wpływem podciśnienia wytwarzanego przez koło łopatkowe załadowcze produkt trafia do narzędzia homogenizującego, w którym przechodząc kolejno przez noże ruchome i nieruchome, zostaje homogenizowany i podawany do urządzenia rozładowującego.

Zastosowanie homogenizatora pozwala uniknąć technologicznej operacji odcedzania masy serowej w celu usunięcia jej nieroztopionych cząstek.

2.4. Urządzenia do wstępnego odwadniania masy twarogowej i kazeinowej

Wśród urządzeń znajdują się separatory do odwadniania twarogu, urządzenia do separacji serwatki oraz wirówki. Większość tego sprzętu opisana jest w działach poświęconych wytwarzaniu odpowiednich typów produktów (sery, twarogi itp.).

Wirówki stosowane w przemyśle mleczarskim mogą być sedymentacyjne i filtracyjne, wsadowe i ciągłe.

Wirówka osadcza ciągła do wstępnego odwadniania masy twarogowej jest obecnie stosowana stosunkowo rzadko.

Wirówka filtracyjna wsadowa do odwadniania cukru mlecznego składa się z rotora, obudowy, napędu i panelu sterującego. Cylindryczny rotor wykonany jest ze stali nierdzewnej. Jego perforowana powierzchnia wyposażona jest w metalową siatkę. Aby zwiększyć wytrzymałość, rotor ma dwa pasma. Otwory wirnika o średnicy 5 mm są rozmieszczone naprzemiennie w odstępie 20 mm. Wirnik osadzony jest na wale silnika elektrycznego osadzonym na podstawie z przegubem kulowym.Napęd zabezpieczony jest śrubami z amortyzatorami gumowymi. Wirnik i napęd osłonięte są stalową obudową. Lejek załadunkowy służy do załadunku produktu do rotora. Pokrywa posiada blokadę.

Pytania kontrolne.

1. Jaki jest średni czas ciągłej pracy poszczególnych typów filtrów? 2. Jak wzrasta efektywność ultrafiltracji serwatki w systemie Sartokon-2? 3. W jakich przypadkach oczyszczanie mleka za pomocą separatorów mleka jest nieskuteczne? 4. Jakie czynniki wpływają na proces separacji mleka? 5. Jak reguluje się zawartość tłuszczu w mleku w różnych typach wirówek do śmietanki? 6. W jakich separatorach mleko podawane jest do bębna od dołu? 7. Jak przeprowadza się normalizację w wirówkach do śmietany? 8. Jakie czynniki wpływają na homogenizację mleka? 9. Pod jakim ciśnieniem przeprowadzana jest homogenizacja w pierwszym i drugim etapie? 10. Dlaczego homogenizatory są wyposażone w pompy trójtłokowe?

Bezpośrednio po oczyszczeniu mleko jest schładzane do temperatury 4...10°C i w tej temperaturze przechowywane do momentu przekazania do punktów skupu mleka.

Konieczne jest schładzanie mleka nie tylko latem, ale także zimą. Mleko po obróbce cieplnej poddawane jest także chłodzeniu.

Chłodzenie mleka można przeprowadzić na kilka sposobów. Wybór metody chłodzenia zależy od wielu czynników, m.in. od rodzaju schładzacza, ilości schładzanego mleka, dostępności zimnej wody wydobywanej z głębokich studni, dostępności energii elektrycznej do wytworzenia sztucznego chłodu itp.

Najczęściej stosowane są różne chłodnice nawadniające.

Ze względu na konstrukcję chłodziarki do mleka dzielą się na płaskie i okrągłe, otwarte i zamknięte; według liczby sekcji roboczych - jedno- i dwusekcyjne; w zależności od trybu pracy - przepływ bezpośredni (równoległy) i przeciwprądowy.

Mleko spływa na powierzchnie robocze chłodnic rozpyłowych pod wpływem grawitacji lub pod ciśnieniem (nawadnia powierzchnię) i spływa po nich cienką warstwą w kierunku lub równolegle do chłodziwa poruszającego się po drugiej stronie powierzchni. W tym przypadku ciepło z mleka przekazywane jest przez cienką ściankę aparatu do cieczy chłodzącej, którą może być zimna woda o temperaturze nie przekraczającej 10°C; woda lodowa chłodzona w fregatorach lub agregatach chłodniczych do temperatury 0...+4°C lub solanka chłodzona w agregatach chłodniczych i posiadająca temperaturę ujemną.

Chłodnice, w których płyn chłodzący przemieszcza się z góry na dół w tym samym kierunku co mleko, nazywane są przepływem równoległym lub bezpośrednim; oraz chłodnice, w których płyn chłodzący przemieszcza się pod ciśnieniem w kierunku schłodzonego mleka, mają przepływ przeciwny. Najbardziej efektywny jest tryb przeciwprądowy chłodnicy.

Im niższa temperatura początkowa mleka i wody, tym niższa temperatura końcowa mleka. Różnica pomiędzy temperaturą schłodzonego mleka a początkową temperaturą wody wynosi zazwyczaj od 2 do 5°C. Im lepsza chłodnica, tym mniejsza ta różnica. Przykładowo przy początkowej temperaturze wody wynoszącej 10°C w jednosekcyjnej chłodnicy przeciwprądowej mleko można schłodzić do temperatury 12...15°C. Aby osiągnąć głębokie schłodzenie konieczne jest zastosowanie wody o niższej temperaturze lub solanki. Przykładowo do schłodzenia mleka do 8°C potrzebna jest woda o temperaturze 3...6°C, a do głębokiego schłodzenia mleka do 4...6°C solanka o temperaturze ujemnej (–10 …–12°C).

Woda przechodząc przez chłodnicę odbiera ciepło z mleka i nagrzewa się do temperatury 16...19°C; zimą woda ta służy do pojenia krów i cieląt.

Wykorzystując zimną wodę wodociągową wydobywaną ze studni głębinowych można „usunąć” z mleka aż do 80...85% nadmiaru ciepła i tym samym 4...5-krotnie zmniejszyć moc agregatów chłodniczych i tym samym zużycie energii elektrycznej .

Niektóre schematy chłodzenia z wykorzystaniem chłodnic jedno- i dwusekcyjnych oraz zbiorników chłodzących pokazano na rysunku 5.1. Stosując schematy a i b mleko można schłodzić do 10...15°C, schemat c - do 8...10°C, schematy d i e - do 4...6°C.

a – wykorzystanie wody studziennej (po schłodzeniu woda jest odprowadzana do kanalizacji lub zimą wykorzystywana do pojenia zwierząt); b – to samo (woda krąży w układzie zamkniętym i wpływa do chłodnicy po schłodzeniu powietrzem otoczenia); c – przy użyciu wody „lodowej”, schłodzonej i schłodzonej; d – zastosowanie chłodnicy dwusekcyjnej, w której drugiej sekcji krąży solanka schłodzona do temperatury ujemnej w agregacie chłodniczym; d – zastosowanie zbiornika schładzającego

Najbardziej efektywne są chłodnice natryskowe wsadowe (np. OOM-1000A) i chłodnice płytowe, które są urządzeniami uniwersalnymi, gdyż są wyposażone w oczyszczacze mleka.

Płytowa chłodziarka do mleka typu OM składa się z zestawu płyt wymiany ciepła 10 (ryc. 5.2), zawieszonych na dwóch poziomych prętach (dolny 9 to prowadnica), które są zamocowane w stojaku 11. Cienkościenne płyty ze stali nierdzewnej z uszczelkami 7 są zmontowane w jeden Sekcja. Dzięki gumowym uszczelkom wewnątrz sekcji powstają izolowane kanały, przez które przechodzi schłodzone mleko i płyn chłodzący. Kanały są połączone z armaturami 1 do wlotu i wylotu mleka i płynu.

Mleko rozprowadzane jest nieparzystymi kanałami pomiędzy płytami i spływa po rowkowanych powierzchniach płyt. Płyn chłodzący dostarczany przez pompę unosi się parzystymi kanałami i odbiera ciepło z mleka przez płytę. Dzięki temu mleko szybko schładza się do zadanej temperatury.

Chłodnice płytowe charakteryzują się wysoką wydajnością chłodzenia, niską wagą, są kompaktowe i można je łatwo wybrać w najbardziej optymalnej kombinacji.

Wysoką skuteczność chłodzenia osiągnięto dzięki profilowanym cienkościennym płytom, które nie tylko dobrze przewodzą ciepło, ale także powodują turbulentny ruch mleka i płynu chłodzącego, a ciepło jest odprowadzane z mleka przez dwie płyty jednocześnie.

Najpopularniejszymi metalami do produkcji płyt do wymiany ciepła i części mających kontakt z mlekiem są stal nierdzewna zawierająca nikiel i tytan.

Wiele urządzeń płytowych ma konstrukcję łatwo demontowalną, co pozwala szybko poluzować worek i spuścić pozostały płyn bez całkowitego demontażu urządzenia.

Podczas obsługi i konserwacji chłodnic płytowych należy zachować ostrożność, aby nie uszkodzić kształtowanych gumowych uszczelek oddzielających jedną płytę od drugiej.

Wadą chłodnic płytowych jest duża ilość ukształtowanych uszczelek gumowych, które wymagają ostrożnego i umiejętnego obchodzenia się z nimi.

Wysokowydajne schładzacze płytowe wyposażone są w urządzenia do automatycznego monitorowania, regulacji i rejestracji temperatury schładzania mleka.

Chłodnica wyposażona jest w czyszczarkę odśrodkową o wydajności od 400 do 600 l/h.

Technologia i urządzenia do separacji i pasteryzacji mleka.

Śmietankę można oddzielić od plazmy mleka na dwa sposoby: osadzanie i oddzielanie.

Separacja mleka to mechaniczna metoda rozdzielania mleka pełnego na mleko odtłuszczone i śmietankę przy użyciu różnic w ciężarach właściwych i sile odśrodkowej.

Zalety separacji mleka są następujące:

stopień odtłuszczenia osiąga 99,98% w porównaniu do 70...75% przy osiadaniu;

możliwość pozyskania świeżej śmietany i odtłuszczonego mleka dla młodych zwierząt;

dodatkowe oczyszczanie śmietanki i mleka z zanieczyszczeń mechanicznych;

możliwość regulacji zawartości tłuszczu w śmietanie w szerokich granicach.

Mleko oddziela się za pomocą separatorów.

Wymagania inżynierii zwierzęcej dotyczące separatorów. Do separatorów mają zastosowanie następujące wymagania:

konstrukcja separatora musi zapewniać ciągłość procesu, szybkość separacji i możliwość automatyzacji;

najpełniejsze oddzielenie tłuszczu od plazmy mleka;

czas pracy separatora bez zatrzymywania;

możliwość regulacji zawartości tłuszczu w śmietanie w określonych granicach;

brak piany podczas separacji;

pełne zaspokojenie wymagań sanitarno-higienicznych;

płynność i łatwość ruchu, niezawodność i trwałość;

szybkość demontażu i montażu;

prostota urządzenia, łatwość obsługi i konserwacji.

Klasyfikacja separatorów. Separatory mleka są klasyfikowane według następujących wskaźników:

cel produkcyjny. Należą do nich: separatory śmietanki, czyszczalnie z ręcznym czyszczeniem przestrzeni błotnej komory błotnej i samorozładunkiem, normalizatory, separatory uniwersalne, separatory specjalne do rozdrabniania cząstek tłuszczu (homogenizatory) i otrzymywania śmietanki wysokotłuszczowej w dowolnej temperaturze mleka;

sposób zabezpieczenia procesu przed dostępem powietrza – otwarty, półhermetyczny i hermetyczny;

sposób napędu – z napędem ręcznym, mechanicznym i kombinowanym.

Projektowanie separatorów. Przyjrzyjmy się niektórym separatorom.

Separator COM-3-1000 składa się z ramy, mechanizmu napędowego, bębna i pojemników na mleko.

Głównym korpusem roboczym jest bęben. Zawiera korpus z rurką centralną, uchwyt dysku, pakiet wkładek dystansowych, górny talerz dystansowy, pokrywę, O-ring i nakrętkę dociskową.

Rura środkowa korpusu jest zamknięta od dołu. Jego krawędź służy do montażu w szczelinie trzpienia bębna. Górna płyta oddzielająca w części środkowej posiada cylindryczną osłonę, w której z boku umieszczona jest lutownica z otworem na śrubę regulacyjną. Na powierzchni płytek oddzielających znajdują się trzy otwory rozmieszczone pod kątem 120° względem siebie. Tworzą w worku trzy kanały umożliwiające przepływ mleka. Szczelina pomiędzy płytami wynosi 0,4…0,5 mm. Wolna przestrzeń pomiędzy pakietem płyt a pokrywą obudowy nazywana jest błotem.

Proces technologiczny separatora wygląda następująco. Z komory pływakowej mleko przepływa przez rurę środkową bębna do jego dolnej części i unosząc się kanałami pakietu płyt, jest rozdzielane pomiędzy nimi i przemieszcza się od środka bębna na jego obrzeże wzdłuż przestrzeni międzypłytowych . Lżejsze kuleczki tłuszczu uwalniają się z mleka w przestrzeniach międzypłytowych i unoszą się do góry, tworząc strumienie w kierunku osi bębna. Mleko odtłuszczone przemieszcza się na obrzeże bębna, gdzie w przestrzeni błotnej uwalniają się z niego zanieczyszczenia mechaniczne.Oczyszczone mleko odtłuszczone przechodzi przez płytę oddzielającą do otworu, skąd wychodzi z bębna do pojemnika na mleko. Śmietanka podnosi się do centralnej rurki, przechodzi pod górną płytę oddzielającą i przez otwór śruby regulacyjnej jest odprowadzana do pojemnika na śmietanę. Zawartość tłuszczu w śmietanie reguluje się obracając śrubę wylotową śmietanki.

Pasteryzacja to proces podgrzewania mleka do temperatury 63...90°C pod ciśnieniem atmosferycznym w celu zniszczenia mikroorganizmów i zachowania właściwości odżywczych mleka podczas przechowywania.

Obróbka cieplna mleka do temperatury co najmniej 110°C nazywana jest sterylizacją.

Sterylizację stosuje się do produkcji szczególnie trwałego mleka pełnego i mleka w puszkach przeznaczonego do długotrwałego przechowywania.

W praktyce produkcyjnej stosuje się trzy tryby pasteryzacji:

długoterminowy – podgrzanie mleka do temperatury 63°C, a następnie utrzymywanie w tej temperaturze przez 30 minut;

krótkotrwałe – do temperatury 72 şС przy ekspozycji przez 20…30 s;

natychmiastowy - do temperatury 85...90°C bez podtrzymania.

Aby stworzyć reżimy termiczne pasteryzacji i sterylizacji w gospodarstwach i kompleksach hodowlanych, stosuje się odpowiedni sprzęt.

Wymagania inżynierii zwierzęcej dotyczące pasteryzatorów mleka. Urządzenia służące do pasteryzacji mleka i jego przetworów nazywane są pasteryzatorami. Podlegają one następującym wymaganiom:

zapewnienie całkowitego zniszczenia drobnoustrojów wszelkich form;

wszechstronność pod względem możliwości przetwarzania różnych produktów;

eksploatacja wyrobu nie powinna pogarszać właściwości immunobiologicznych, fizycznych i chemicznych wyrobów;

wysoka wydajność przy niskim zużyciu pary;

prostota urządzenia i niezawodność działania;

części robocze aparatu mające kontakt z produktem muszą być odporne na działanie chemiczne produktu i płynów myjących;

brak strat mleka i jego przetworów podczas pasteryzacji.

W zależności od rodzaju grzejnika, pasteryzacja wykorzystuje działanie termiczne (ogrzewanie termiczne), dezynfekcję na zimno za pomocą promieniowania ultrafioletowego i wibratora o wysokiej częstotliwości, ogrzewanie elektryczne (indukcyjne i omowe).

Klasyfikacja pasteryzatorów. Urządzenia do pasteryzacji mleka, które są najczęściej stosowane w produkcji rolnej, dzielą się ze względu na następujące cechy:

z założenia - typy otwarte (z dostępem powietrza) i zamknięte (bez dostępu powietrza); rurowe i lamelowe z bębnem wyporowym; kontakt próżniowy i parowy;

charakter procesu – działanie ciągłe i okresowe;

źródło zużycia energii – cieplne i elektryczne;

tryb pracy – pasteryzacja długoterminowa, krótkotrwała i błyskawiczna.

Do pasteryzacji mleka i przetworów mlecznych stosuje się zarówno pasteryzatory indywidualne, jak i systemy składające się z pasteryzatorów i schładzaczy pracujących w trybie automatycznym.

Wanny do długotrwałej pasteryzacji typu VDP różnią się pojemnością, wymiarami i wagą.

Pasteryzator parowy z dwustronnym ogrzewaniem (ryc. 16.2) składa się z ramy, na której zamontowany jest bęben z mechanizmem napędowym, wał pionowy z kołem pasowym i trawers. Wanna i korpus płaszcza parowego są przymocowane do wspornika ramy. Połączenia uszczelnione są gumowymi uszczelkami. Po stronie płaszcza parowego wanny znajdują się pierścienie ociekowe służące do odprowadzania kondensatu. Pokrywa bębna mocowana jest do wanny za pomocą zacisków.

Powiązana informacja.

Przez mechaniczne przetwarzanie mleka i jego przetworów rozumie się: oczyszczanie mleka z zanieczyszczeń mechanicznych i biologicznych, oddzielanie mleka, homogenizację mleka, przetworów mlecznych i mieszanek mlecznych, dyspersję wieloskładnikowych mieszanek mlecznych.

Oczyszczanie mleka

Mleko oczyszcza się za pomocą filtrów zgrubnych lub poprzez czyszczenie odśrodkowe na separatorach. Oczyszczanie mleka jest konieczne, aby usunąć zanieczyszczenia biologiczne zawarte w pełnym mleku krowim w postaci ogromnej liczby mikroorganizmów i komórek bakteryjnych. Ponieważ nie jest możliwe całkowite oczyszczenie mleka, stosuje się pasteryzację lub sterylizację mleka.

Separacja mleka i przetworów mlecznych

Separacja mleka przeprowadzana jest w celu wydzielenia składnika tłuszczowego z mleka pełnego do produkcji przetworów mlecznych normalizowanych zawartością tłuszczu z mleka oddzielonego oraz do produkcji przetworów mlecznych ze śmietanki (śmietana pasteryzowana, masło, śmietana i inne). Separacja mleka odbywa się za pomocą odśrodkowych separatorów śmietanki.

Separacja śmietanki prowadzona jest w celu uzyskania śmietanki wysokotłuszczowej w liniach ciągłej produkcji masła metodą bezpośredniej konwersji. Stosuje się separatory śmietanki o wysokiej zawartości tłuszczu.

Rozdzielenie produkcji podczas ciągłej produkcji twarogu poprzez oddzielenie twarogu od serwatki.

Separacja serwatki odbywa się za pomocą separatorów klarowniczych w celu wydzielenia „użytecznego” składnika – związków białkowych z sera i serwatki twarogowej.

Homogenizacja mleka i jego przetworów

Homogenizacja mleka zapewnia rozdrobnienie kulek tłuszczowych polidyspersyjnego mleka pełnego na fazę rozproszoną. Homogenizacja jest obowiązkowym procesem poprawiającym właściwości produktów mlecznych. Homogenizację przeprowadza się przy produkcji mleka spożywczego, przy przygotowaniu mleka do produkcji fermentowanych napojów i przetworów mlecznych, przy produkcji śmietany, mleka zagęszczonego, masła i innych przetworów mlecznych tam, gdzie jest to niezbędne zgodnie z przepisami proces technologiczny. Homogenizację przeprowadza się poprzez ekstremalne mechaniczne działanie na fazę tłuszczową mleka poprzez prasowanie z dużą prędkością przez wąskie szczeliny. Urządzenia przeprowadzające homogenizację nazywane są homogenizatorami.

Dyspersja produktów mlecznych

Dyspersja jest konieczna przy produkcji wyrobów mleczarskich z łączonych surowców (mleko w proszku, tłuszcze roślinne, inne składniki) poprzez utworzenie silnie zdyspergowanej emulsji różnych mediów. Do tych celów wykorzystuje się urządzenie dyspergujące.

Dyspergatory znajdują szerokie zastosowanie w: odtworzeniu mleka pełnego z proszku, przy produkcji mleka zagęszczonego, przy produkcji mieszanek lodowych, przy produkcji kwaśnej śmietany z dodatkiem tłuszczów niemlecznych itp.

Firma Protemol dostarcza całą niezbędną gamę urządzeń mleczarskich do obróbki mechanicznej. Bardziej szczegółowe informacje znajdują się w odpowiednich sekcjach serwisu. Linki znajdują się w lewym menu.

Za pomocą takiego kompleksu, jak urządzenia do przetwarzania mleka, z surowca wytwarza się różnego rodzaju pasteryzowane składniki, niskotłuszczowy kefir, klasyczny twarożek i śmietanę. Wszystkie te produkty są poszukiwane na rynku. Bardziej opłaca się je sprzedać niż przetworzone surowce.

Cały sprzęt do przetwarzania mleka jako całość składa się z kilku typów i każdy element łańcucha przetwarzania mleka wykonuje swoje indywidualne zadanie funkcjonalne.

Skład linii do przetwarzania mleka

1. Sprzęt pojemnościowy do przetwarzania mleka, za pomocą którego realizowany jest proces pracy. Na tego typu urządzenia składają się wszelkiego rodzaju pojemniki do odbioru i przechowywania mleka: pojemniki startowe, długoterminowe kąpiele pasteryzacyjne i wiele innych.

2. służą do otrzymywania podstawowych składników jak śmietanka i separatory zwrotne z mleka pełnego, a także pomagają w skutecznym oczyszczaniu mleka z obecności jakichkolwiek składników obcych. Ponadto wyposażenie separatorów w dodatkowe urządzenia pozwala na rozdzielenie mleka na różnego rodzaju składniki tłuszczowe. Istnieje możliwość zastosowania mechanizmów separujących w innych obszarach działalności produkcyjnej w celu oddzielenia podobnych typów produktów.

3. Homogenizatory. Tego typu kompleksy, takie jak urządzenia do przetwarzania mleka, są wykorzystywane przez organizacje zajmujące się produkcją mleczną. Za ich pomocą powstaje drobno zmielona masa i wysoce dyspergowalna emulsja mlecznych formacji. Homogenizatory wyposażane są w przedsiębiorstwa produkujące śmietanę, różnego rodzaju mrożone produkty mleczne oraz konserwy z dodatkami mlecznymi.

4. Do wymienników ciepła zalicza się różnego rodzaju chłodnice i pasteryzatory. Chłodziarki do mleka działają na bazie freonu, lodu, wody lodowej i glikolu propylenowego. Lód w takich lodówkach gromadzi się z wyprzedzeniem, dzięki czemu urządzenie można uruchomić w dowolnym momencie.

Jest to szczególnie istotne w sytuacji, gdy pomiędzy taryfami za energię elektryczną w różnych okresach występują różnice. Urządzenia do przetwarzania mleka stosowane w przemyśle mleczarskim schładzają mleko. Odbywa się to poprzez zwilżenie pojemnika lodowatą wodą. Urządzenia do wymiany energii cieplnej działają z dużą prędkością.

5. Urządzenia do przetwórstwa mleka wyposażone są w specjalne pasteryzatory, które stosowane są w zakładach przetwórstwa mleka w celu zniszczenia organizmów chorobotwórczych. Proces ten odbywa się poprzez obróbkę cieplną surowców. Proces pasteryzacji pozwala zachować pełną wartość produktów.

5. Emulgatory, dyspergatory. Zastosowanie tego typu urządzenia w linii przemysłowej np. w urządzeniach do przetwórstwa mleka umożliwia przeróbkę substancji sypkich i płynnych na wszelkiego rodzaju emulsje. Podobny sprzęt znajduje się w fabrykach produkujących różnego rodzaju sery i pasty twarogowe, majonezy, margaryny i tego typu produkty.

6. Jedną z najpopularniejszych linii wykorzystywanych w przemyśle mleczarskim są instalacje do lodów, masła i mleka skondensowanego. Na liniach produkcyjnych przemysłu mleczarskiego znajdują się także instalacje umożliwiające odzysk mleka w proszku.

7. Urządzenia sanitarne to urządzenia służące do mycia i odkażania wszelkiego rodzaju urządzeń mających bezpośredni kontakt z mlekiem.