Организация технологического производства молока и оценка эффективности его выпуска

    Для регулирования жирности сливок предназначены регулировочный вентиль и измеритель количества сливок (ротаметр), которые установлены на трубопроводе. При постоянных количестве и массовой доле жира в поступающем молоке увеличение расхода сливок приводит к уменьшению массовой доли жира в них и, наоборот, уменьшение количества выходящих сливок влечет за собой повышение массовой доли жира в сливках.

    Сепаратор-нормализатор предназначен для получения сливок и нормализации молока по жиру.

    В сепарирующем устройстве сепаратора-нормализатора (рис. 10) молоко, поступающее по центральной трубке в это устройство, направляется на периферию пакета тарелок. При перемещении по межтарелочным зазорам оно отводится из пакета через вертикальные каналы, которые образованы отверстиями в тарелках. Поверхность тарелок от оси вращения до отверстий предназначена для выделения сливок. Сливки направляются к оси вращения и удаляются из барабана через напорный диск. Частично обезжиренное и очищенное молоко, поступающее из отверстий в карелках к напорному диску, отводятся из сепаратора.

    В сепараторе-нормализаторе поверхность тарелок различна по назначению: периферийная часть предназначена для очистки молока, а центральная часть — для выделения сливок.

    Количество уходящих сливок контролируется ротаметром и регулируется краном.

    Сепараторы высокожирных сливок эксплуатируются обычно в поточных линиях производства масла. Эти сепараторы предназначены для получения сливок с высокой массовой долей жира (80-85 %).

    Конструкция сепаратора высокожирных сливок несколько отличается от конструкции обычного сепаратора-сливкоотделителя открытого типа. Вследствие высокой вязкости перерабатываемого продукта (сливок) размеры межтарелочных зазоров в сепараторе высокожирных сливок увеличены, производительность снижена и регулировка массовой доли жира в высокожирных сливках производится регулятором на линии пахты. Через 1,5—2 ч работы сепаратор периодического действия необходимо останавливать для выгрузки осадка, мойки и чистки.

    Сепаратор-диспергатор предназначен не только для очистки молока, но и для его частичной гомогенизации.

    В пакете тарелок сепаратора-диспергатора выделяются лишь крупные жировые шарики. Мелкие жировые шарики уходят вместе с молоком. Сначала сливки поступают в камеру диспергатора и проходят через неподвижный диск с лопастями в кольцевой капал. Далее гомогенизированные сливки смешиваются с поступающим молоком. После гомогенизации молоко направляется в напорную камеру и под давлением удаляется в отводящее устройство.

    К сепараторам для выделения тяжелой фракции относятся се-параторы-молокоочистители, сепараторы-творогоочистители и сепараторы—отделители белка от сыворотки, сепараторы-бактерио-отделители.

    Сепаратор-молокоочиститель предназначен для выделения из молока механических и естественных (микроорганизмы, частицы грязи, крови и т. д.) примесей. Массовая доля примесей в молоке составляет в среднем 0,04%.

     Сепаратор-молокоочиститель с пульсирующей выгрузкой осадка состоит из сепарирующего устройства, приемно-отводящего устройства и станины с приводом. Сепаратор комплектуется пультом управления с программным устройством, регулирующим работу системы выгрузки осадка.

    Молоко поступает в сепарирующее устройство (рис. 11) сепаратора-молокоочистителя по центральной трубке и направляется в грязевое пространство. Очищенное молоко движется к оси вращения сепарирующего устройства по зазорам между тарелками, а осадок накапливается на стенке корпуса.

    Очищенное молоко удаляется из сепаратора под давлением через напорную систему, включающую напорную камеру и напорный диск.

    Осадок, накопившийся в сепарирующем устройстве, выгружается через отверстия в стенке корпуса. Во время накопления осадка эти отверстия закрыты поршнем, который образует внутреннее подвижное дно в сепарирующем устройстве. Рабочая жидкость, поступающая из гидросистемы в полость под поршнем, создает направленное вверх давление, прижимающее поршень к прокладке. 

    В сепарирующем устройстве радиально расположены два клапана, рабочие полости которых связаны с полостью под поршнем, гидросистемой и отверстиями для вывода рабочей жидкости. При подаче в клапаны рабочей жидкости поршни клапанов открывают отверстия, в результате чего жидкость из пространства под поршнем удаляется через отверстия из барабана. Поршень в сепарирующем устройстве, опускаясь, открывает отверстия для выгрузки осадка. По окончании выгрузки осадка рабочая жидкость вновь заполняет пространство под поршнем. Поршень поднимается в верхнее положение, и процесс накопления осадка повторяется.

    Сепараторы-сливкоотделители и сепараторы-молокоочистители имеют принципиально аналогичную систему для управления устройством выгрузки осадка. Эта система позволяет изменять интервал между разгрузками от 30 до 100 мин в зависимости oт загрязненности молока, а продолжительность разгрузки может меняться от 0,2 до 3,6 с. 

    Охлаждение  молока

    На молочнотоварных фермах свежевыдоенное молоко охлаждают до низкой температуры, чтобы сохранить его качество. Развитие большинства микроорганизмов в молоке резко замедляется при охлаждении ниже 10 °С и почти полностью приостанавливается при температуре около 2—4 °С. По этой причине молоко после дойки охлаждается до 7—8 °С. При этом процесс охлаждения совмещается с хранением молока в охлажденной емкости. Простейшим способом охлаждения молока является способ охлаждения фляг с молоком в бассейне, наполненном водой со льдом. Более совершенным способом охлаждения является способ с использованием специальных охладительных емкостей, в которых молоко охлаждается и хранится охлажденным до транспортировки на завод.

    Для этой цели на фермах применяют специальные установки для охлаждения и хранения молока (рис. 16 ). Установка предназначена для приемки, фильтрации, охлаждения и хранения молока. Две ванны, входящие в состав установки, снабжены мешалками и сетчатыми фильтрами. На наружной стороне ванны смонтирован змеевик для подачи холодильного агента. Змеевик и наружная стенка ванны имеют изоляцию, покрытую снаружи обшивкой. Компрессорная установка подает холодильный   агент параллельно в обе ванны. Система автоматического контроля и регулирования процесса позволяет поддерживать определенную температуру молока в ваннах (5—8°С) в течение всего периода его хранения. 

    На заводах для охлаждения молока предназначены пластинчатые охладительные установки с комбинированным охлаждением водой и рассолом, а также трубчатые охладители; вязких и вязкопластичных продуктов — цилиндрические охладители открытого и закрытого типов с рассольным охлаждением. В линиях производства творога раздельным способом его охлаждают в трубчатых или пластинчатых охладителях.

    Пластинчатая охладительная установка для молока (рис. 17) комплектуется насосом для молока, пластинчатым теплообменником, пультом управления с приборами автоматического контроля, регулирования и регистрации параметров процесса и трубопроводами. В пластинчатом теплообменнике имеются две секции, в которых молоко последовательно охлаждается сначала водой, а затем рассолом. В некоторых случаях вместо рассола во вторую секцию охлаждения может подаваться ледяная вода. Температура молока_, выходящего из теплообменника, не превышает 4—6°С. Процесс охлаждения происходит непрерывно в закрытых каналах теплообменника, что обеспечивает высокое качество охлажденного молока и исключает попадание в продукт посторонних примесей. 
 

    Пастеризация 

    Для пастеризации молока и молочных продуктов на заводах предназначены поточные аппараты и установки закрытого типа, а также пастеризационно-ох-ладительные установки пластинчатого типа и пастеризационные установки трубчатого типа.

    Пастеризационно-охладительные установки пластинчатого типа предназначены для тепловой обработки молока при выработке пастеризованного молока и молока, используемого для производства кисломолочных продуктов, а также для пастеризации сливок и смеси мороженого.

    В состав пастеризационно-охладительной установки пластинчатого типа входят пластинчатый теплообменный аппарат, уравнительный бак с поплавковым регулятором уровня молока в баке, центробежный насос, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, установка для подготовки теплоносителя, пульт управления с приборами контроля и регулирования процесса.

    Пластинчатый теплообменный аппарат (рис; 19) имеет секции, в которых осуществляются следующие процессы: пастеризация (нагревание продукта до температуры пастеризации), охлаждение водой, охлаждение рассолом или ледяной водой, рекуперация (теплообмен между горячим и холодным продуктами). 

    На двух стойках (передней и задней) аппарата укреплены две штанги, которые являются опорами теплообменных пластин. Угловые отверстия пластин окружены прокладками. По периферии пластины уложена прокладка.

    При сборке аппарата и сжатии пластин образуются две изолированные системы герметичных каналов. В одном канале движется горячая среда, а в другом — холодная. Собранные пластины объединяются в секции. Внутри секций пластины группируются в пакеты, в каналах которых продукт движется параллельно.

    Уравнительный бак представляет собой емкость с патрубками для входа и выхода продукта. Внутри бака установлен поплавковый регулировочный клапан, поддерживающий постоянный уровень продукта в баке.

    Центробежный насос предназначен для забора молока из бака и подачи его в пластинчатый теплообменный аппарат.

    В сепараторе-молокоочистителе подогретое в аппарате молоко очищается от механических примесей.

    Выдерживатель представляет собой цилиндрическую трубу, смонтированную в пульте управления либо установленную отдельно на раме.

    Пастеризация питьевого молока, кисломолочных продуктов, питьевых сливок и мороженого осуществляется в различных пастеризационно-охладительных установках.

    В пастеризационно-охладительной установке для питьевого молока (рис. 20) сырое молоко поступает в уравнительный бак, в котором с помощью поплавкового регулятора поддерживается постоянный уровень продукта. Центробежный насос забирает продукт из бака и подает его в первую рекуперационную секцию теплообменника /, где молоко нагревается до 40—45 °С. Установленный за центробежным насосом регулятор потока обеспечивает постоянный расход молока, поступающего в теплообменник. Нагретое молоко поступает в сепаратор-молокоочиститель, где очищается от механических примесей, и затем подается во вторую секцию рекуперации //, где нагревается до 65—70 °С.  

    Далее молоко по внутреннему каналу переходит в секцию пастеризации ///, где нагревается водой до 76—78 °С. Молоко выдерживается при температуре пастеризации и направляется на охлаждение сначала в секции рекуперации // и /, затем в секции водяного IV и рассольного V охлаждения. Охлажденное до 4—6 °С молоко проходит через возвратный клапан, который направляет поток молока или в емкости хранения (при соблюдении режимов обработки), или на повторную пастеризацию в уравнительный бак (при нарушении режимов пастеризации).

    Горячая вода для нагревания молока подается в секцию пастеризации водяным центробежным насосом из бачка-аккумулятора. Охлажденная вода из секции пастеризации возвращается в бачок, предварительно нагреваясь в пароконтактном нагревателе, установленном на трубопроводе возврата воды.

    Установки трубчатого типа предназначены для быстрой пастеризации молока в потоке на молочных, сыро- и маслодельных заводах, а также на молочноконсервных заводах. Эту установку целесообразно использовать для пастеризации молока при производстве топленого молока, ряженки, а также сливок при производстве сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок.

    Сырое молоко подается центробежным насосом (рис. 25) в трубы нижнего цилиндра, где нагревается до 50 °С. Нагретое молоко вторым центробежным насосом подается в верхний цилиндр, где нагревается до 85—95 °С. Расположенный на выходе из аппарата возвратный клапан отсекает непастеризованное молоко и направляет его на повторную пастеризацию, а пастеризованное молоко направляется клапаном на дальнейшую обработку.