Сепарирование молока (составлено из интернета)

Таким образом, можно отметить, что сепарация молока является одним их главных способов переработки молока и имеет очень важное значение в производстве молочных продуктов. Ведь без, казалось бы, такого простого процесса невозможно было бы получение сливок, сметаны, обезжиренного молока и, следовательно, обезжиренных молочных продуктов. Также важно отметить, что в процессе сепарации продукт очищается от тех механических примесей, которые не прошли первичную обработку очистки молока. При помощи сепаратора также можно гомогенизировать молоко, нормализировать, выделять микрофлору, выделять творожный сгусток, осветлять сыворотку, выделять тяжелые фракции - деканторы и т.д. Существуют универсальные сепараторы, которые в состоянии выполнять все эти функции. ...

Оглавление

Введение ………………………………………………………………………….. 3
1. Центробежная очистка, фильтрование, бактофугирование и нормализация молока ………………………………………………………………………………… 5
2. Сепарирование молока и механическая обработка молока ...………….…... 9
3. Сепарирование молока и расчет выхода сливок ……………………..……. 13
Вывод …………………………………………………………………………….. 16
Список литературы ……………………………………………………………… 17
 

Переработка молока - важная отрасль пищевой промышленности. Можно выделить несколько основных этапов этого процесса. Это, прежде всего, так называемая первичная обработка молока. При первичной обработке производится первичная очистка от возможных загрязнений и далее пастеризация или стерилизация. Эти процессы призваны обеспечить безопасность молока и дать возможность хранить его в течение времени необходимого для доставки потребителю или же для завершения других процессов. Также к этому первичному этапу можно отнести нормализацию молока и его гомогенизацию. Первый процесс подразумевает приведение молока к требованиям стандартов по содержанию различных веществ. Второй подразумевает удаление из него возможных сгустков жира или других веществ. Далее, если не предполагается производство какого либо продукта на основе молока, оно может паковаться в тару или отправляться другому заказчику. Если всё же предполагается производство каких-либо молочных продуктов, следующим этапом обычно является сепарация. При сепарации в широком смысле не происходит изменения химического состава сепарируемых веществ. Так как молоко является взвесью различных веществ, сепарация молока - это разделение этих веществ и помещение их в раздельные емкости, а конкретно - получение сливок и обезжиренного молока.[4] и т.д

Цикл непрерывной работы сепаратора с ручной периодической выгрузкой осадка, а также время между разгрузками сепаратора с центробежной периодической выгрузкой осадка состоит из трех этапов: неустановившегося, установившегося и ухудшающегося сепарирования.Период неустановившегося сепарирования имеет место в начале пуска в сепаратор исходного продукта или сразу после центробежной разгрузки саморазгружающегося сепаратора и может продолжаться до 2 … 3 минут. Период хотя и не продолжителен, но характеризуется повышенным содержанием жира в обезжиренном молоке. Следовательно, чем менее продолжителен этот период, тем меньше потери жира.Период установившегося режима работы сепаратора наиболее длительный. В этот период идет заполнение шламового пространства осадком, зазор между осадком и отбортовками тарелок уменьшается, что в конечном результате изменяет условия течения жидкости и начинает сказываться на результатах сепарирования. Причем длительность второго периода зависит от концентрации тяжелой дисперсной фазы (загрязнённости молока). Снижение эффективности центробежного разделения означает начало третьего периода - режима ухудшающегося сепарирования. Именно в этот момент необходимо останавливать для чистки и мойки сепаратор с ручной периодической выгрузкой осадка или производить центробежную выгрузку осадка саморазгружающегося сепаратора. Установить этот момент можно, контролируя содержание жира в обезжиренном молоке.Способ избегать наступления режима ухудшающегося сепарирования саморазгружающегося сепаратора — устанавливать меньшее время между разгрузками. Но следует учитывать, что при каждой разгрузке вместе с осадком из барабана выбрасывается некоторое количество молока, а, следовательно, увеличение числа разгрузок приводит к увеличению потерь жира. При обезжиривании молока следует обращать внимание на то, что эффективность этого процесса зависит от того, каким воздействиям подвергалось молоко до сепарирования. Например, содержание жира в обезжиренном молоке увеличивает многократное (свыше трех раз) перекачивание молока по трубам с использованием центробежных насосов, а также хранение с интенсивным перемешиванием. Повышенная кислотность молока, как правило, также ухудшает результат обезжиривания. При подаче молока в сепаратор следует избегать подсоса воздуха в продукт через неплотности коммуникаций, поскольку наличие воздуха в молоке также отрицательно влияет на процесс обезжиривания. Следует также обращать внимание на техническое состояние сепаратора, поскольку качество сепарирования зависит и от качества балансировки барабана и даже от износа элементов привода в частности винтовой пары. Центробежная очистка молока от загрязнений стала применяться в молочной промышленности значительно позже, чем обезжиривание, и, по сути своей заменила применявшиеся до этого фильтры. Однако сравнивать центробежную очистку с фильтрованием по качеству отделения дисперсных частиц вряд ли имеет смысл - безусловное преимущество за обработкой в сепараторе-молокоочистителе. Но, как показывает отечественная практика, использование сепараторов-молокоочистителей на молочных предприятиях носит ограниченный характер. Связано это с тем, что центробежная очистка часто совмещена с обезжириванием, а предварительная обработка в очистителе - это дополнительные энергетические затраты. Использование сепаратора-молокоочистителя, кроме того, требует немалых эксплуатационных затрат. Тем не менее, центробежную очистку принимаемого молока следует рассматривать в первую очередь как способ сохранения качества этого продукта в период его переработки. Сепараторами-молокоочистителями комплектуются пастеризационно-охладительные установки для молока, что в значительной мере улучшает эффект тепловой обработки. Обычный для молокоочистителей температурный режим обработки (35 … 45oС) достигается либо использованием специального подогревателя, либо, что чаще, за счет подачи в сепаратор молока из первой секции регенерации пастеризационно-охладительной установки. Целесообразность применения более высокой температуры очистки практически не выявлена. С другой стороны, в свое время практикой была доказана не только возможность, но и эффективность так называемой холодной очистки молока или, точнее, центробежной очистки охлажденного до 5 … 10oС молока. Эффективность такого метода связана, в первую очередь, с повышением стойкости молока при хранении. Однако использование сепараторов-молокоочистителей, непредназначенных специально для холодной очистки молока, как правило, приводит к неудаче. В барабане происходит подвсбивание жира, последний в свою очередь перекрывает каналы тарелкодержателя, межтарелочные пространства и даже вызывает дисбаланс барабана. Поэтому для этой цели должны использоваться специальные сепараторы для холодной очистки молока, отличающиеся гидродинамическими параметрами течения продукта, в первую очередь, в каналах тарелкодержателя, т.е. при подводе молока к межтарелочным пространствам. Бактофугирование (бактериофугирование) можно рассматривать как частный случай центробежной очистки, когда за счет повышенного разделяющего фактора сепаратора наряду с обычными загрязнениями (механические примеси, скоагулировавшие белки) выделяется значительная часть микроорганизмов. Оно применяется в качестве дополнительной операции при тепловой обработке молока (пастеризации). Это особенно эффективно при удалении спорообразующих бактерий, которые оказываются наиболее стойкими при пастеризации. При пропускании молока через одну бактофугу удаляется приблизительно 90% содержащихся в молоке бактерий, при двух последовательных бактофугированиях - до 99%, что, безусловно, влияет на качество молока. Бактофуги (бактериофуги), как правило, отличаются от сепараторов очистителей не только более высокой частотой вращения барабана, но и наличием в стенке основания барабана сопел для непрерывного вывода концентрата тяжелой дисперсной фазы (бактофугата), представляющего собой молоко, сильно загрязнённое бактериями. Кроме того, бактофуга может быть снабжена устройством и для центробежной периодической выгрузки осадка, что позволяет осуществлять разгрузку в случае накопления шлама и промывать барабан сепаратора циркуляционным способом без его разборки. Бактофугат, составляющий 2 … 3% потока молока, затем подвергают стерилизации и могут смешивать с очищенным от бактерий молоком. Ещё раз необходимо подчеркнуть, что бактериофугирование не исключает последующей пастеризации или стерилизации молока, так как отдельные виды микроорганизмов (в том числе и патогенные), плотность которых практически равна плотности молока, не могут быть выделены в сепараторе. Для нормализации молока в потоке используются сепараторы-сливкоотделители полугерметичного типа. Нормализация осуществляется путем смешения потоков обезжиренного молока и сливок в определённом соотношении (обеспечивается переток части сливок в обезжиренное молоко) после выхода продуктов сепарирования из сепаратора. Регулировка количества сливок, поступающих в поток обезжиренного молока, осуществляется вручную или автоматически. Ручная регулировка осуществляется трехходовым краном, установленным на патрубке для отвода сливок от сепаратора, причем этот кран соединяется патрубком с линией отвода обезжиренного молока. Некоторые сепараторы комплектуются такими приспособлениями для нормализации. Приспособление можно изготовить и непосредственно на молочном предприятии. Однако точность ручного регулирования невелика и, как правило, окончательная нормализация осуществляется в ёмкостях хранения. Более сложной, но более эффективной, является система нормализации, в которой используется датчик содержания жира в потоке нормализованного молока, но такие системы достаточно сложны и дорогостоящи.[2]Сепарирование молока и механическая обработка молока Процесс сепарирования представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от меха­нических и естественных (кровь, слизь и т. п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получа­ют высокожирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока (бактериоотделение) и др. Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различию плотностей фракций: плотность дисперсной фазы (жира) меньше, чем дисперсионной среды (плазмы молока), или плотность дисперсионной среды (плазмы молока) меньше, чем дисперсной фазы (частиц механи­ческих и естественных примесей).Сепарирование молока осуществляется в специальных маши­нах — сепараторах. Сепараторы, предназначенные для разделе­ния молока на сливки и обезжиренное молоко, называют сепара­торами-сливкоотделителями, а для очистки молока — сепарато — рами-молокоочистителями. Сепараторы-сливкоотделители с уст­ройствами нормализации молока называются сепараторами — нормализаторами.Механизм сепарирования очень сложен. Его основная сущ­ность заключается в том, что под действием центробежной силы из потока молока выделяется жировая фаза. Скорость выделения жировых шариков (м/с) из молока можно определить по форму­ле СтоксаУ =(2со2Яг2) (рм-рж)/9ц,Где ш — угловая скорость барабана сепаратора, рад/с; Л — средний радиус рабочей части разделительной тарелки сепаратора, м; г—радиус жирового шарика, м; рм, рж —плотность соответственно молока и жира, кг/м3; ц—динамическая вязкость молока, Па с.Действительную производительность сепаратора (м3/с) можно определить по формуле Г. И. Бремера с учетом технологического КПД сепаратора:О = (3(о,11бсо^гЕа) (^ах — ) (рм — рж) </2/и,Где р — технологический КПД сепаратора (0,5—0,7); 2— число тарелок в барабане; а —угол подъема образующей конуса тарелки, град; Лтах, /^¡„ — максимальный и минимальный радиусы тарелки, м; ¿ — диаметр жирового шарика, м.Технологический КПД сепаратора называют еще степенью или эффективностью сепарирования. Чем меньше жира остается в обезжиренном молоке, тем выше эффект сепарирования. Нор­мами определена допустимая массовая доля жира в обезжирен­ном молоке не более 0,05 %. При правильном сепарировании массовая доля жира в обезжиренном молоке может составлять до 0,03—0,01 %. Эффективность сепарирования определяют также следующим образом:Р = (МиЖи — М0Ж0) 100 / (МмЖм),Где Мм, Ма — масса молока и обезжиренного молока, кг; Жа — массовая доля жира в молоке и обезжиренном молоке, %.Скорость выделения жировой фазы из молока зависит от конструктивных особенностей сепаратора (угловой скорости ба­рабана, числа и размеров разделительных тарелок), размеров жи­ровых шариков и степени их дисперсности, плотности разделяе­мых фракций и вязкости молока. Кроме этого на эффективность выделения жировой фазы из молока влияют его чистота, кислот­ность, особенности количественного и качественного состава молока коров различных пород и другие свойства.Увеличение угловой скорости вращения барабана сепаратора очень эффективно для повышения скорости выделения жировой фазы из молока. Однако требования прочности конструкции, на­дежности, безопасности, а также соображения износа, увеличе­ния потерь на трение, конструктивные трудности ограничивают возрастание угловой скорости вращения барабана сепаратора. Все современные сепараторы работают на сверхкритической час­тоте вращения барабана — 100—150 с-1. Изменить частоту враще­ния барабана сепаратора можно только на заводе-изготовителе. Сепарирование молока на предприятиях начинают при поступ­лении молока в количестве, обеспечивающем непрерывную ра­боту сепаратора в течение 20—30 мин, и достижении барабаном рабочей частоты вращения. Продолжительность разгона для се­параторов производительностью 1000—2000 л/ч составляет 3— 5 мин, а для сепараторов большей производительности — 6— 10 мин.Массу сливок (кг), полученных при сепарировании, можно определить по формулеМся = Мм (Жм — Ж0) (100 — П)/{ 100 (Жся — Ж0)\,Где Я— потери при сепарировании, %; Ж, м — массовая доля жира в сливках, %.Если требуется установить массу молока, необходимую для получения определенного количества сливок с заданной массо­вой долей жира, то предыдущая формула видоизменяется:Мм = 100 МСЛ(ЖСЛ — Жа)/[(ЖМ — Ж>) (100 — 77)].Нормы предельно допустимых потерь массовой доли жира при выработке сливок на низовом молочном заводе и сепаратор­ном отделении.Эффективность сепарирования зависит от содержания жира в молоке, размеров и дисперсности жировых шариков. Чем круп­нее шарики, тем быстрее они выделяются.