Тема 1.20 Технология механизированных работ переработки молока

3

Тема 1.20 Технология механизированных работ переработки молока

Занятие № 36

Литература:

Основная: ОИ1 А.И. Купреенко, Х.М. Исаев, Технологии механизированных работ в животноводстве М.: «Академия», 2018. – 240 с.

Дополнительная: ДИ1 Н.Н. Белянчиков, А.И. Смирнов «Механизация животноводства и кормопроизводства» М.1990 г. – 432с.

Самостоятельная работа (вопросы для изучения): 1. Пастеризация и гомогенизация молока

План занятия:

1. Значение и технологии переработки молока

2. Назначение, устройство, рабочий процесс оборудования для переработки молока и подготовка его к работе

1. Значение и технологии переработки молока

Нормализация

Нормализация проводится, в основном, по массовой доле жира и массовой доле белка. Нормализацию молока по жиру выполняют смешением (периодический способ — к исходному цельному молоку добавляют обезжиренное молоко или сливки) или в потоке (непрерывный способ — от исходного молока отбирают часть сливок или обезжиренного молока).

Гомогенизация

Цель гомогенизации — дробление жировых шариков в молоке и формирование стабильной эмульсии повышенной вязкости, стойкой к выделению свободного жира.

Гомогенизация проводится, как правило, в двухступенчатом режиме при давлении от 3 до 25 МПа и температуре от 33 °С. При производстве молокосодержащих продуктов давление гомогенизации рекомендуется устанавливать на 3-5 МПа больше, чем аналогичных молочных продуктов.

Сепарирование молока.

Цельное молоко подвергается сепарированию для разделения его на две фракции – сливки и обезжиренное молоко (обрат), а также и для очистки его от механических загрязнений. Осуществляется сепарирование молока на сепараторах. В процессе сепарирования необходимо добиваться максимально возможного отделения жира и снижения его отхода в обезжиренное молоко.

Пастеризация

Пастеризация предназначена для: полного уничтожения патогенной микрофлоры; снижения до минимально возможной величины общего содержания микроорганизмов в молоке; инактивации ферментов и антибактериальных веществ; придания молоку определенных технологических свойств (в т.ч. особенностей вкуса и цвета).

Различают длительную (при температуре 63—65 °C в течение 30—60 минут), короткую (при температуре 85—90 °C в течение 0,5—1 минут) и мгновенную пастеризацию (при температуре 98 °C в течение нескольких секунд)..

Пастеризация не защищает полностью от микробов и вредных бактерий — избавляясь от одних, другие (споры) она лишь делает менее активными..

Ультрапастеризация (от латинского ultra — сверх, чрезмерно, и пастеризация) — это процесс термической обработки с целью продлить срок годности продукта питания. Этот вид обработки позволяет производить качественное питьевое молоко, которое не нужно кипятить..

Ультрапастеризации обычно подвергается сырое молоко и фруктовые соки. Жидкость на 2-3 секунды нагревают до температуры 135—150 °C и тут же охлаждают до 4—5 °C. При этом патогены и микроорганизмы уничтожаются полностью..

Применяют два способа ультрапастеризации: контакт жидкости с нагретой поверхностью при температуре от 125—140 °C прямое смешивание стерильного пара при температуре от 135—140 °C.

Стерилизация молока

Стерилизация — полное освобождение от всех видов микроорганизмов, включая бактерии и их споры, грибы, вирионы, а также от прионного белка. Осуществляется термическим, химическим, радиационным, фильтрационным методами. Здесь речь идет о стерилизации вообще — приборов и инструментов, и т.п. Молоко при стерилизации выдерживается при температуре выше 100°С в течение 20-30 минут. Такое молоко полностью стерильно и имеет продолжительный срок хранения, но теряет значительную часть полезных составляющих. .

2. Назначение, устройство, рабочий процесс оборудования для переработки молока

Сепаратор-сливкоотделитель Г9-ОСП-3М

М етодические указания к работе. Сепаратор Г9-ОСП-3М предназначен для непрерывного разделения цельного молока на сливки и обезжиренное молоко (обрат) и одновременной очистки от загрязнений.

Сепаратор Г9-ОСП-3М (рис. 58) состоит из станины, приводного механизма, тахометра, барабана и приемно-выводного устройства.

Рис. 58. Сепаратор молока Г9-ОСП-3М:

1 – станина; 2 – приводной механизм; 3 – стопорный винт; 4 – барабан; 5, 9 – вентили; 6 – измеритель сливок; 7 – поплавок; 8 – манометр; 10 – тормоз; 11 – тахометр; 12 – указатель уровня масла

В станине смонтированы приводной механизм и тахометр. В чаше станины укреплены два тормоза для остановки барабана после выключения электродвигателя, а также два стопора, удерживающие барабан от произвольного вращения при сборке и разборке. На верхнем торце чаши станины установлены крышка сепаратора. Внутренняя часть станины служит одновременно ванной для масла.

Приводной механизм состоит из электродвигателя, фрикционно-центробежной муфты, горизонтального и вертикального валов. Он предназначен для передачи вращения барабану от электродвигателя.

Фрикционно-центробежная муфта предназначена для постепенной и плавной передачи вращения от электродвигателя к барабану. При вращении диска муфты колодки ее под действием центробежной силы прижимаются к бандажу и не передают полных оборотов на вал, затем постепенно проскальзывание прекращается.

Контроль частоты вращения барабана осуществляется циферблатным тахометром и счетчиком..

Б арабан (рис. 59) – основной рабочий орган сепаратора, в котором происходит разделение молока на сливки и обрат. Все детали барабана для сохранения его балансировки собирают и фиксируют только в одном положении. Положение большого затяжного кольца 2 относительно крышки барабана 4 определяют по нанесенным на них контрольным отметкам.

Рис. 59 Барабан

1 – основание; 2 – большое затяжное кольцо; 3 – тарелка промежуточная; 4 – крышка; 5 – тарелка разделительная; 6 – тарелка верхняя; 7 – кольцо малое затяжное; 8 – крышка напорной камеры; 9 – кольцо уплотнительное малое; 10 – кольцо уплотнительное большое; 11 – фиксатор; 12 – штифт; 13 – тарелкодержатель.

Затяжное кольцо имеет левую резьбу, что исключает возможность самоотвинчивания при вращении барабана (по часовой стрелке). Все детали барабана и тарелки замаркированы заводским номером.

Приемно-выводное устройство сепаратора Г9-ОСП-3М служит для подачи молока в барабан и отвода сливок и обрата из барабана.

Электрооборудование. Электродвигатель подключают по электрической схеме завода-изготовителя. Аппаратуру управления устанавливают на стене или на отдельной стойке; аппаратура состоит из магнитного пускателя и кнопки управления. Для защиты электродвигателя от перегрузок и короткого замыкания необходимо, чтобы в предохранителях стояли соответствующие плавкие вставки.

Т ехнологические режимы сепаратора-сливкоотделителя (рис. 60) по обезжириванию молока зависят от: частоты вращения барабана (с уменьшением частоты вращения барабана обезжиривание ухудшается); температуры и кислотности молока (наилучшее обезжиривание при температуре 35...40 °С и кислотности не выше 22° по Тернеру); неплотного прилегания торца тарелкодержателя к посадочному месту основания барабана (при этом положении молоко попадает в грязевое пространство и в процессе сепарации не участвует); несоблюдения инструкции по взятию проб и проведению анализов обрата; загрязненности молока (при повышении загрязненности молока быстрее заполняется межтарелочное пространство и увеличивается отход жира в обрат); продолжительности нелрерывной работы сепаратора (при непрерывной работе более двух часов межтарелочные зазоры комплектных тарелок забиваются и обезжиривание ухудшается).

Рис. 60. Принципиально-технологическая схема разделения молока в барабане сепаратора:

1 – поплавковая камера; 2 – отвод сливок; 3 – отвод обрата; 4 – трубопровод для сливок; 5 – разделительная тарелка; 6 – трубопровод для обрата; 7 – кожух барабана; 8 – гайка; 9 – тарелкодержатель; 10 – пакет промежуточных тарелок; 11 – грязевое пространство; 12 – основание барабана; 13 – центральная трубка.

Нарушение плавности хода барабана может быть вызвано следующими причинами: гайки не завернуты до отметок на крышке и кольце барабана; тарелки вложены в барабан не по порядку номеров или от другого барабана; ослаб пакет тарелок внутри барабана; неправильно собрана горловая опора веретена; неправильно установлен сепаратор по уровню; износились шарикоподшипники приводного механизма.

Пастеризационно-охладительная установка ОПФ-1

Методические указания к работе. Установка пастеризационно-охладительная пластинчатая автоматизированная ОПФ-1 предназначена для центробежной очистки, пастеризации, выдержки и охлаждения молока в закрытом потоке.

Установка ОПФ-1 (рис. 62) состоит из пластинчатого теплообменного аппарата 1, центробежного молокоочистителя 2, трубчатого выдерживателя 7, молочного насоса 4 и насоса для горячей воды 8, уравнительного бака 5, перепускного электрогидравлического клапана 11 и перепускного клапана 3, систем трубопровода и автоматики.

Пластинчатый теплообменный аппарат снабжен пластинами из нержавеющей, стали, которые разбиты на пять секций (рис. 62): I – пастеризации, II и III – регенерации, IV – охлаждения холодной (артезианской) водой, V – охлаждения ледяной водой или рассолом.

Секции отделены одна от другой специальными промежуточными плитами. На каждой плите выбиты порядковые номера, те же номера указаны на схеме компоновочных пластин. Пластины присоединены к стойке при помощи плит и нажимных устройств. Степень сжатия тепловых секций определяют по табличке со шкалой, установленной на верхней и нижней распорках. Нулевое деление устанавливают по оси болта вертикальной распорки, что соответствует минимальному сжатию аппарата, обеспечивающему герметичность. В секции пастеризации происходит теплообмен между потоками горячей воды и молока, разделенными тонкими пластинами из нержавеющей стали. Между пластинами вода и молоко чередуются в противотоке. Молочный и водяной насосы создают необходимый для движения напор. В плиты ввернуты штуцеры для ввода и вывода молока, холодной и горячей воды.

Р ис. 62. Технологическая схема пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1-300:

1 – пластинчатый аппарат, 2 – центробежный молокоочиститель, 3 – перепускной клапан, 4 – насос для молока, 5 – уравнительный бак, 6 – пульт управления, 7 – выдерживатель, 8 – насос для горячей воды, 9 – бойлер, 10 – инжектор, 11 – электрогидравлический клапан, регулирующий подачу пара

Центробежный молокоочиститель 2 предназначен для удаления из молока механических примесей. Происходит также очистка молока от частиц эпителия, скоплений микроорганизмов.

Перепускной электрогидравлический клапан 11 служит автоматического переключения потока молока на повторный подогрев при снижении температуры пастеризации молока. Он состоит из клапана с гидравлической камерой и электрогидравлического реле.

Уравнительный бак 5 служит для приема молока и равномерного заполнения им насоса 4, подающего молоко в секцию первой рекуперации. Кроме того, он используется для приготовления моющего раствора при циркуляционной промывке.

Бойлер 9 в системе нагрева теплоносителя пастеризованной установки служит для сбора воды, выравнивании ее температуры и отвода излишков. Он состоит из цилиндрического бака со сферической крышкой и перфорированных дисков, закрепленных на переливной трубе. В нижней части бака для подвода и вывода теплоносителя имеются два патрубка с фланцами на концах. Инжектор 10 предназначен для смешивания пара с горячей водой, циркулирующей между бойлером и секцией пастеризационной установки. Он представляет собой корпус, внутри которого установлен смеситель с цилиндрическими соплами и резьбовой штуцер с фланцем для подсоединения инжектора к трубопроводу.

Количество пара, поступающего в смеситель, регулируется автоматически в зависимости от температуры пастеризации молока. Подачу пара в инжектор регулируют электрогидравлический клапан.

Установки работают в автоматическом режиме или на ручном управлении.

Технологический процесс в автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установке (рис. 62) протекает в следующем порядке. Молоко, требующее обработки, самотеком поступает в уравнительный бак 5, откуда молочным насосом 4 подается во вторую секцию регенерации, где нагревается до 36–38 °С встречным потоком горячего молока (из выдерживателя), которое идет по другой стороне теплообменных пластин, и далее направляется в центробежный молокоочиститель 2. Здесь под действием центробежных сил молоко очищается не только от механических частиц, но и от слизи, сгустков, эпителия и форменных элементов крови, которые появляются в молоке при заболевании вымени. Из очистителя молоко подается в первую секцию регенерации, где дополнительно нагревается встречным потоком горячего молока и направляется в секцию пастеризации для окончательного нагрева до температуры, требуемой по технологии обработки (ОПФ-1-20 – до 76 °С и ОПФ-1-300 – до 92 °С). Из секции пастеризации молоко идет к перепускному клапану, который автоматически переключает поток, и оно поступает в уравнительный бак на повторный нагрев, если не нагрелось до требуемой температуры. Нагретое до заданной температуры молоко попадает в выдерживатель 7, где находится 300 с и возвращается в первую и вторую секции регенерации. В секциях оно предварительно охлаждается встречным потоком холодного молока, идущим из уравнительного бака, и далее подается в четвертую и пятую секции для окончательного охлаждения.

В установках используется вода, охлажденная естественным льдом или с помощью холодильной установки до 2–4 °С, а также артезианская или водопроводная вода такой же температуры. Расход охлаждающей воды 1800...2000 л/ч. Температура охлажденного молока регистрируется на пульте управления, а температура пастеризации – на диаграммной ленте, которая является документом, подтверждающим соблюдение технологического режима процесса обработки.

Установка работает при малом давлении пара (около 0,4 МПа), агрегатируется с паровым котлом КВ-300М. За счет высокой степени регенерации тепла и полной автоматизации расход пара незначителен.