Оборудование для первичной обработки молока

Гомогенизатор с двухступенчатой гомогенизирующей головкой (рисунок 11) состоит из станины, корпуса, плунжерного блока, гомогенизирующей головки, привода и кривошипно-шатунного механизма.

Станина изготовлена из швеллеров и снаружи обшита листовой сталью. Внутри ее установлен электродвигатель на плите, которая крепится к станине шарнирно на двух кронштейнах.

Плунжерный блок состоит из корпуса плунжера, манжетных уплотнений, всасывающих и нагнетательных клапанов и седел клапанов. При работе одной плунжерной пары жидкость поступает к гомогенизирующей головке пульсирующим потоком. С целью его выравнивания в гомогенизаторах обычно применяют трехплунжерные насосы, приводимые в действие коленчатым валом, у которого колена смещены на 120° относительно друг друга.

 

 

I- первая ступень; II - вторая ступень; 1 - седло клапана; 2 - клапан; 3 - шток; 4 - нажимной винт; 5 - стакан; 6 - пружина; 7, 8- корпуса

 

Рисунок – 10  Гомогенизирующая головка

 

 

Рисунок - 11 Гомогенизатор А1-ОГМ-5

 

1 - электродвигатель; 2  - станина  с приводом; 3 - кривошипно-шатунный механизм с системами смазки и охлаждения; 4 - блок плунжерный с гомогенизирующей и манометрической головками и предохранительным клапаном; 5 - манометрическая головка; 6 - гомогенизирующая головка; 7 -клиноременная передача

 

Промышленность выпускает гомогенизаторы различной производительности. [ 2 ]

 Техническая характеристика  гомогенизаторов для молока и  жидких молочных

продуктов представлена в таблице 1.

 

Таблица 1. Техническая характеристика гомогенизаторов для молока и жидких молочных продуктов

 

Показатель	К5-ОГА-1.2	А1-ОГМ-2.5	А1-ОГМ-5
Производительность, м3/ч	1,2	2,5	5
Рабочее давление, МПа	20	20	20
Температура обрабатываемого продукта, °С	45...85	45...85	45...85
Число плунжеров	3	3	3
Ход плунжеров, мм	40	40	40
Частота вращения коленчатого вала, с-1	5,65	4,33	5,65
Число ступеней гомогенизатора	40	40	60
Мощность электродвигателя	2	2	2

 

К плунжерному блоку болтами крепятся двухступенчатая гомогенизирующая головка, манометрическая головка и предохранительный клапан, расположенный с противоположной стороны гомогенизирующей головки. Манометрическая головка имеет дросселирующее устройство, позволяющее уменьшить амплитуду колебаний стрелки манометра во время работы гомогенизатора.

Привод гомогенизатора включает в себя электродвигатель и ременную передачу.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из коленчатого вала, установленного на двух конических роликовых подшипниках, шатунов и ведомого шкива. Шатуны соединены с ползунами шарнирно.

В том случае, когда при гомогенизации необходимо исключить доступ микроорганизмов к обрабатываемому продукту, применяют специальные асептические гомогенизирующие головки. В таких головках в пространство, ограниченное двумя уплотнительными элементами, подается горячий пар под давлением 60 кПа. Эта высокотемпературная зона служит барьером, препятствующим попаданию бактерий в цилиндр гомогенизатора.

 

 

1 — колесо; 2 — станина; 3 — корпус; 4 - крепление насадки; 5—насадка;

б—замок; 7—шнековая камера; 8— бункер; 9 —пульт управления;

10—шнеки

 

Рисунок – 12  Гомогенизатор М6-ОГА для сливочного масла

 

Принцип работы машины заключается в следующем. Сливочное масло подается в бункер, откуда с помощью двух шнеков, вращающихся в противоположных направлениях, продавливается через ротор и из насадки с диафрагмой выходит в бункер фасовочного аппарата. Для предотвращения налипания масла рабочие органы гомогенизатора смазывают перед началом работы специальным горячим раствором. Производительность гомогенизатора зависит от частоты вращения подающих шнеков и составляет 0,76...1,52 м3/ч. Мощность привода машины 18,3 кВт.

Гомогенизатор ЯЗ-ОГЗ предназначен для обработки расплавленной сырной массы при производстве плавленых сыров и состоит из следующих частей: основания, корпуса, комплекта гомогенизирующего инструмента, бункера, выгрузного устройства и привода.

 Основание служит для крепления на нем составных частей гомогенизатора. В корпусе размещены рабочие узлы и уплотняющие устройства.

Обработка продукта на гомогенизаторе ЯЗ-ОГЗ осуществляется следующим образом. Расплавленная сырная масса периодически или непрерывно подается в бункер гомогенизатора. Под действием разрежения, создаваемого загрузочным лопастным колесом, продукт поступает в гомогенизирующий инструмент, в котором, проходя последовательно через подвижные и неподвижные ножи, гомогенизируется и подается к выгрузному устройству.

Использование гомогенизатора позволяет отказаться от технологической операции процеживания сырной массы с целью удаления ее нерасплавленных частиц.[ 1 ]

 

 

 

 

 

6 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА

 

Сепараторы различного типа и гомогенизаторы подбирают по часовой производительности с учетом производительности другого оборудования, составляющего проектируемую технологическую линию.

При применении сепараторов с ручной выгрузкой осадка учитывают длительность их непрерывной работы — 2...3 ч. По технической характеристике сепаратора определяют объем грязевого пространства барабана и сравнивают время работы технологической линии с допустимой длительностью Тдоп (ч) непрерывной работы сепаратора-молокоочистителя:

                                                        

         Тдоп = ,                                                                                              (1)

 

где Vгр — объем грязевого пространства барабана сепаратора, м3;                                               п — плотность продукта, кг/м3;                                                                                    Р—загрязненность молока, % (Р= 0,03...0,06%);                                                                  Qм — часовая производительность технологической линии, кг/ч.

 

Если время работы технологической линии значительно выше допустимой непрерывной работы сепаратора-молокоочистителя, то для очистки молока применяют два сепаратора с периодическим их включением и мойкой или один с большим размером грязевого пространства барабана. При незначительной разнице указанных величин в технологической линии возможна установка проточного фильтра, позволяющего уменьшить загрязненность молока перед его поступлением на центробежную очистку.

Рабочее давление в головке гомогенизатора связано с размерами жировых шариков соотношением

                                                 

          dср = ,                                                                                               (2)

где dср - средний диаметр жировых шариков после гомогенизации, м;                                                                  р—давление гомогенизации, Па.

        

Рекомендуемое давление гомогенизации для молока и сливок соответственно равно 15...17 и 5...7,5 МПа.

В некоторых случаях следует учитывать повышение температуры продукта в процессе гомогенизации. Изменение температуры молока в процессе его гомогенизации (°С) можно определить по формуле

 

           ,                                                                                              (3)

 

где См — удельная теплоемкость молока при температуре гомогенизации продукта, Дж/(кг * °С).

7 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

МОЛОКА

 

Тепловую обработку молока проводят при разной температуре на различном оборудовании.

При охлаждении молочного сырья замедляется жизнедеятельность микроорганизмов, вызывающих порчу, и увеличивается срок хранения молока в свежем виде.

Нагревание молока интенсифицирует многие технологические операции.

Пастеризация молока и молочных продуктов служит для подавления жизнедеятельности микроорганизмов, находящихся в вегетативной форме.

Стерилизация молока и молочных продуктов обеспечивает уничтожение не только вегетативных, но и споровых форм микроорганизмов, что позволяет значительно увеличить срок хранения готовых изделий.

Вакуум-термическую обработку применяют для удаления из жидких молочных продуктов посторонних запахов и привкусов.

Применяемое в молочной промышленности оборудование для тепловой обработки молока представляет собой отдельные аппараты: пастеризационно-охладительные или стерилизационные установки.

Оборудование классифицируют по характеру соприкосновения продукта и окружающего воздуха — открытые и закрытые; по форме рабочих органов — плоские и круглые; по профилю поверхности рабочих органов — трубчатые и пластинчатые; по конструкции — однорядные и многорядные (пакетные); по числу секций — односекционные и многосекционные; по направлению движения охлаждающей жидкости по отношению к охлаждаемому продукту — прямоточные и противоточные. [ 1 ]

Среди аппаратов для охлаждения молока наибольшее распространение получили охладители открытого (оросительные и емкостные) и закрытого (трубчатые и пластинчатые) типов.

Для нагрева молока применяют подогреватели емкостного, трубчатого и пластинчатого типов. В качестве емкостных подогревателей обычно используют емкости специального назначения и ванны длительной пастеризации.

Трубчатые и пластинчатые подогреватели несущественно отличаются от охладителей подобных типов. В этих аппаратах вместо охлаждающей жидкости подают пар или реже горячую воду.

Оборудование для пастеризации и стерилизации молока в зависимости от характера выполнения операции делят на аппараты непрерывного и периодического действия. По виду источника энергии различают паровые, электрические и комбинированные аппараты.

Наибольшее распространение среди оборудования этой группы получили пластинчатые и трубчатые установки непрерывного действия, а также ванны длительной пастеризации молока, относящиеся к оборудованию периодического действия.

Тепловая обработка консервированных молочных продуктов осуществляется в автоклавах и стерилизаторах различного типа.

 

8 АППАРАТЫ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И НАГРЕВА МОЛОКА

 

При охлаждении молока и продуктов его переработки применяют открытые и закрытые охладители.

Охладители открытого типа применяют преимущественно для охлаждения небольшого количества молока и делят на оросительные и емкостные.

Открытый оросительный охладитель (рисунок 13) представляет собой вертикальную стенку из горизонтальных труб, размещенных одна над другой. Внутри труб циркулирует вода или рассол. Охлаждаемое молоко стекает на поверхность труб из распределительного желоба и собирается в сборнике. Для уменьшения габаритных размеров охладительных установок их изготовляют в виде параллельных секций. В этом случае желоб распределяет молоко на каждую секцию.

В некоторых оросительных охладителях в качестве хладоносителя применяют аммиак или фреон. При таком охлаждении в секцию снизу вводят жидкий хладагент, например аммиак. В газообразном виде он отсасывается компрессором. Охладительные секции в этом случае изготовляют из нержавеющей стали.

В поточных линиях доения коров и первичной обработки молока применяют круглые оросительные охладители, работающие в закрытом потоке под вакуумом. Однако при одинаковой производительности с плоскими охладителями круглые имеют значительно большие габаритные размеры, что ограничивает их применение.

Емкостные охладители являются универсальным оборудованием и служат для сбора, охлаждения и хранения молока. Широкое применение они получили на фермах, а также на молокоперерабатывающих предприятиях малой и средней мощности.[ 3 ]

Молоко в емкостях охлаждается двумя способами: непосредственно кипящим хладагентом и посредством промежуточного хладоносителя. Следует отметить, что в расчете на 1 л охлажденного молока в первом случае затрачивается почти в 3 раза меньше электроэнергии, чем во втором.

Емкости с непосредственным охлаждением молока выпускают со встроенным и автономным холодильным агрегатом. Автономным холодильным агрегатом, как правило, комплектуют емкости большой вместимости (1000 л и больше), так как в этом случае для эффективной работы агрегата возникает необходимость установки вентиляционного оборудования или рекуператора теплоты.