Оборудование для первичной обработки молока

Количественное соотношение между сливками и обезжиренным молоком в сепараторах может изменяться в весьма широких пределах — от 1 :3 до 1 : 12. При этом необходимое соотношение достигается с помощью регулировочных устройств, принцип действия которых основан либо на изменении скорости истечения сливок или обезжиренного молока путем изменения напора, либо на изменении сечения выходного отверстия.

Барабан сепаратора-сливкоотделителя открытого типа с ручной выгрузкой осадка (рис. 2.7) состоит из основания, уплотнительнго кольца, тарелкодержателя, пакета тарелок, разделительной тарелки, корпуса и стяжной гайки. Основание барабана имеет сложную  форму и представляет собой днище с центральной трубкой. В трубке имеется три прямоугольных канала для прохода молока в тарелкодержатель. Верхняя часть трубки имеет резьбу для крепления стяжной гайки. На ободе основания сделан вырез под фиксатор корпуса, а на конической части основания — выступ для фиксации тарелкодержателя с пакетом тарелок. В центре основания имеется продолговатый выступ, обеспечивающий надежное зацепление барабана с вертикальным валом сепаратора. [ 1 ]

 

 

 

а - барабан сепаратора-разделителя (сливкоотделителя); б - барабан сепаратора-осветлителя (молокоочистителя); в - барабан соплового сепаратора (творожного); г - барабан сепаратора с периодической выгрузкой осадка; 1 - тарельчатые вставки; 2 - осадок (сепараторная слизь); 3 - тяжелая фракция (обезжиренное молоко); 4 - легкая фракция (сливки); 5 - осветленная жидкость (чистое молоко); 6 - творожная сыворотка; 7 - приемник творога; 8 - творожный сгусток; 9 - сопло; 10 - напорный диск сливок; 11 - напорный диск обезжиренного молока; 12 - разгрузочные окна; 13 - подвижное днище (поршень); 14 - клапан управления движением поршня; 15 - приемник осадка

 

Рисунок - 5 Технологические схемы барабанов сепараторов различных типов

 

Пакет из 48...56 тарелок служит для образования межтарелочного пространства, в котором происходит разделение- молока на сливки и обезжиренное молоко.

Принцип работы барабана сепаратора-сливкоотделителя с периодической выгрузкой осадка основан на создании определенного перепада давления между молоком в барабане и жидкостью (буферной водой) под подвижным днищем (поршнем). Разгрузкой управляют с помощью гидравлической системы в ручном и автоматическом режимах. Основные элементы системы — гидроузел и пульт управления.

 В состав гидроузла входят фильтр, редуктор для регулирования давления воды в системе разгрузки барабана (буферной воды), манометры, электромагнитный вентиль для подачи размывочной воды в приемник осадка, ручные вентили для управления работой сепаратора вручную, а также трехходовой кран для подпитки водой полости под подвижным днищем (поршнем) барабана в закрытом положении.

Пульт управления включает в себя три реле времени, кнопки включения пульта и ручной разгрузки, сигнальные лампы и предохранители. Программное реле времени служит для установки интервала между разгрузками (30... 100 мин), а также управления работой двух других реле. Одно из них необходимо для управления работой электромагнитным вентилем подачи размывочной воды, второе - для регулирования времени разгрузки (0,2...0,5 с) барабана сепаратора.

Гидравлическая система управления разгрузкой сепаратора воздействует на подвижное днище (поршень) барабана с помощью двух клапанов разгрузки, расположенных в корпусе барабана под углом 180°. Клапаны соединены высверленными в теле основания каналами с полостью под поршнем и устройством подачи буферной воды под основанием барабана. Они открываются в пространство между вертикальной стенкой барабана и кожухом сепаратора

 

 

1 - фильтр; 2, 6 - вентили ручного  управления; 3 - электромагнитный вентиль  подачи размывочной воды; 4 - трехходовой кран режимов работы; 5 - электромагнитный вентиль подачи буферной воды; 7, 9 - манометры; 8 - редуктор давления; 9 - реле времени

 

Рисунок - 6 Схема подключения гидроузла саморазгружакицегося сепаратора

 

Приемно-выводные устройства сепараторов предназначены для ввода молока в сепаратор и отвода продуктов сепарирования.

У сепараторов открытого типа (рисунок 7) приемно-выводное устройство представляет собой чашеобразную емкость, надеваемую на станину сепаратора.

Емкость состоит из приемной поплавковой камеры и двух распределительных камер с рожками для сливок и обезжиренного молока. Приемная поплавковая камера обеспечивает равномерную подачу молока, поступающего из емкости для хранения. Поплавковая камера имеет в центре трубку с калиброванным отверстием, его диаметр обеспечивает номинальную производительность сепаратора при определенном уровне молока, который поддерживается с помощью поплавка. При недостаточном уровне молока поплавок опускается и открывает доступ молока из емкости в камеру. При превышении номинального уровня поплавок закрывает сливное отверстие емкости с молоком, и уровень в камере понижается. [ 3 ]

Элементы чашеобразной емкости сепаратора открытого типа изготовлены из листового металла (обычно луженого или нержавеющего стального листа), у сепараторов небольшой производительности—из полимерных материалов.

Для того чтобы обеспечить попадание вытекающих из отверстий в барабане сливок и обезжиренного молока в соответствующие распределительные камеры, вертикальные валы сепараторов открытого типа можно регулировать по высоте специальным винтом, расположенным под нижней опорой вертикального вала сепаратора. Вместе с валом опускается или поднимается барабан.

 

1 - чаша станины; 2 - распределительная  камера обезжиренного молока; 3 - распределительная камера сливок; 4 - приемная поплавковая камера; 5 - поплавок; 6 - днище чашеобразной  емкости; 7 - кран; 8 - трубка поплавковой  камеры; 9 - винт регулировки жирности  сливок; 10 - пробка заливки масла; 11- кнопка пульсатора; 12 - смотровое  окно уровня масла; 13 - пробка слива  масла; 14 - винт регулировки барабана  по высоте

 

Рисунок - 7 Сепаратор-сливкоотделитель открытого типа

 

У сепаратора малой производительности с электроприводом эта регулировка связана с подъемом или опусканием двигателя вместе с барабаном с помощью винта в днище корпуса сепаратора.

Полузакрытые сепараторы имеют более сложную конструкцию приемно-выводного устройства (рисунок 8 ), которое состоит из одного (для молокоочистителей) или двух (для сливкоотделителей) напорных дисков.

Напорный диск выполнен в виде двух плоских кружков, между которыми расположено несколько спиральных каналов для жидкости. С помощью концентрично расположенных патрубков каналы дисков соединены с отводными трубками, на концах которых находятся регулировочные вентили-дроссели.

По оси приемно-выводного устройства установлена центральная трубка, по которой молоко поступает в барабан. Трубка может быть соединена непосредственно с трубопроводом подачи молока или с поплавковой камерой, регулирующей подачу молока в сепаратор.

С помощью регулировочных вентилей можно изменять жирность получаемых сливок. Интенсивность потока сливок измеряется ротаметром-сливкомером, представляющим собой корпус с находящимся в нем поплавком. На поплавке установлен шток, который входит в стеклянную градуированную трубку. Чем интенсивнее движение потока сливок, тем выше поднимается поплавок. По положению головки штока относительно шкалы трубки оценивается расход сливок за единицу времени.

При работе сепаратора поступающее в барабан молоко вытесняет продукты сепарирования в напорные камеры. Вращаясь вместе с этими камерами, сливки, обезжиренное или очищенное цельное молоко захватываются спиральными каналами неподвижных дисков. При этом скоростной напор вращающейся жидкости переходит в напор статический, в результате чего в каналах дисков давление продуктов сепарирования поднимается до 250...300 кПа. С помощью этого давления сливки и обезжиренное молоко перемещаются по трубопроводам в теплообменные аппараты или емкости для хранения. Таким  образом,  сепаратор выполняет функции насоса.

 

 

 

1 - напорный диск сливок; 2 - напорный диск обезжиренного  молока; 3 - патрубок вывода продуктов  сепарирования; 4 - регулировочный вентиль  сливок; 5, 7 - манометры; 6 - центральная  трубка входа молока; 8 - регулировочный  вентиль обезжиренного молока

 

Рисунок – 8 Приемно-выводное устройство полузакрытого сепаратора-сливкоотделителя

 

В герметичном сепараторе молоко на сепарирование подается в барабан снизу, через полый вертикальный вал, который нижним концом выходит под станину. На конце вала закреплены диски насосного устройства, которые, вращаясь вместе с валом, играют роль напорного колеса и нагнетают молоко в барабан. Молоко попадает под тарелкодержатель, а затем по вертикальным каналам, образованным отверстиями в тарелках, распределяется по их пакету.

Сливки в таком барабане собираются в центральной трубке тарелкодер-жателя и выводятся из барабана под давлением, создаваемым на входе сепаратора напорным устройством. Обезжиренное молоко, пройдя между разделительной тарелкой и крышкой барабана, попадает в камеру напорного диска и выводится из сепаратора. Герметические сепараторы обеспечивают наиболее полное выделение жировой фазы из молока, так как в процессе работы их барабана отсутствуют вспенивание и образование воздушных пузырьков, нарушающих разделение молока.[ 2 ]

  В сепараторах для высокожирных сливок увеличены расстояния между тарелками (до 0,6 мм), а также между тарелками и тарелкодержателем. Приемник высокожирных сливок (жирностью 82...85 %) и патрубок для их отвода имеют больший уклон. Подача сепарируемых сливок (жирностью 30...40 %) в сепаратор регулируется с помощью крана. Настройка сепаратора на получение высокожирных сливок для различных видов сливочного масла производится изменением количества сливок и давления на выходе пахты (по манометру с помощью регулирующего поршня). Регулирующий поршень находится в приемно-отводящем устройстве сепаратора, и при его перемещении с помощью рукоятки изменяется проходное сечение отверстия для выхода пахты. Изменение производительности сепаратора осуществляется как с помощью крана подачи сливок, так и путем установки в барабан требуемой сменной шайбы (перед сборкой барабана). При получении крестьянского масла в крышку барабана устанавливают шайбу с маркировкой «К», несоленого сливочного масла — «С», любительского — «Л». Для выработки бутербродного масла регулировочную шайбу не устанавливают.

 

 

1 - трубопровод обезжиренного  молока; 2 - соединительный патрубок; 3 - трубопровод для сливок; 4 - регулировочный  дроссель

 

Рисунок – 9 Приспособление к сепаратору-сливкоотделителю для нормализации молока по жирности

 

Сепараторы-молокоочистители также имеют свои особенности. В барабанах значительно меньше тарелок, чем в барабанах сепараторов-сливкоотделителей. Расстояние между тарелками составляет 1...2мм. Тарелки не имеют отверстий, а канал между ними и тарелкодержателем увеличен. Вместо шипиков на тарелках приварены планочки. В барабане нет верхней разделительной тарелки, а грязевое пространство увеличено.

В сепараторе-молокоочистителе открытого типа диаметр молочной трубки поплавковой камеры увеличен, что позволяет повысить его производительность при тех же размерах сепаратора почти в два раза по сравнению с сепаратором-сливкоотделителем. Для отвода очищенного молока имеется только одна распределительная камера с рожком.

В сепараторах-молокоочистителях полузакрытого типа для отвода очищенного молока имеется одна напорная камера вместо двух у сепаратора-сливкоотделителя.[ 1 ]

Приводной механизм сепаратора служит для передачи вращения от электропривода к барабану и в большинстве случаев — для повышения частоты вращения барабана. Исключением является привод электросепараторов производительностью до 100 л/ч. В таких сепараторах электродвигатель расположен вертикально и его выступающий вал с помощью шпонки непосредственно соединяется с основанием барабана. Эти сепараторы оснащаются коллекторными высокооборотными электродвигателями однофазного тока напряжением 220 В.

 

5 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГОМОГЕНИЗАЦИИ МОЛОКА

 

Гомогенизация - это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на молоко или сливки значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются размеры жировых шариков и скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия, и гомогенизированное молоко не отстаивается.

Гомогенизаторы клапанного типа служат для обработки молока и сливок с целью предотвращения их расслаивания при хранении.

Гомогенизаторы-пластификаторы роторного типа применяют для изменения консистенции таких молочных продуктов, как плавленые сыры и сливочное масло. В обработанном с их помощью сливочном масле водная фаза диспергируется, в результате чего продукт лучше хранится.

Принцип действия гомогенизаторов клапанного типа, получивших наибольшее распространение, заключается в следующем.

В цилиндре гомогенизатора на молоко оказывается механическое воздействие при давлении 15...20 МПа. При подъеме клапана, приоткрывающем узкую щель, молоко выходит из цилиндра. Это возможно при достижении в цилиндре рабочего давления. При проходе через узкую круговую щель между седлом и клапаном скорость молока возрастает от нулевой до величины, превышающей 100 м/с. Давление в потоке резко падает, и капля жира, попавшая в такой поток, вытягивается, а затем в результате действия сил поверхностного натяжения дробится на мелкие капельки-частицы.

При работе гомогенизатора на выходе из клапанной щели часто наблюдаются слипание раздробленных частичек и образование «гроздьев», снижающих эффективность гомогенизации. Во избежание этого применяют двухступенчатую гомогенизацию (рис. 2.14). На первой ступени создается давление, равное 75 % рабочего, на второй ступени устанавливается рабочее давление. Для проведения гомогенизации температура молочного сырья должна быть 60...65 °С. При более низкой температуре усиливается отстаивание жира, при более высокой могут осаждаться сывороточные белки.[ 3 ]