Техника сепарирования молока, расчёты при сепарировании

Министерство  сельского  хозяйства Российской  Федерации

РПУПВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Институт  экономики и финансов АПК

Кафедра Технологии переработки и хранения продуктов животноводства 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

Техника сепарирования молока, расчёты при  сепарировании. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Красноярск 2009 

     Содержание

     Введение……………………………………………………………….………………………..3

1. Центробежная очистка, фильтрование, бактофугирование и нормализация молока…………………………………………………………………………………………………...4
2. Получение высокожирных сливок и сепарирование вторичных продуктов……….9
1. Сепарирование пахты…………………………………………………………………..12
2. Сепарирование молочной сыворотки…………………………………………………14
3. Выделение творожного сгустка……………………………………………………….17
3. Продуктовые расчёты на предприятиях при сепарировании……………………...18

Заключение……………………………………………………………………………………22

Список  литературы……………………………………………………………………………23 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение. 

     Молочная  промышленность является одной из важнейших  среди пищевых отраслей народного  хозяйства. Однако, начиная с 90-х  годов прошлого века, производство молочной продукции резко снизилось. Это в первую очередь связано  с положением в животноводстве.

     В настоящее время в молочной промышленности произошли большие изменения, вызванные  в большей мере возрастающим использованием сырья немолочного происхождения. В связи с этим все продукты из молока (кроме масла и сыра) делятся на молочные и молокосодержащие. Кроме того, за последние годы разработаны  молочные продукты различного функционального  назначения с использованием витаминов, микро- и макроэлементов, бифидобактерий, различных добавок и т.д. Также  очень широко стали использоваться аналоги натуральных пищевых  добавок, т.е. вещества искусственного происхождения.

     При переработке молока по традиционным технологиям получают побочные продукты. Сепарирование даёт обезжиренное молоко, маслоделие – пахту, производство сыра, творога – молочную сыворотку. Все  побочные продукты имеют обобщающий термин – вторичное молочное сырьё.

     Объёмы  вторичного побочного сырья весьма значительны. Так, при производстве 1 т сливочного масла получают до 20 т обезжиренного молока и 1,5 т  пахты; при производстве 1 т сыра и творога – до 9 т молочной сыворотки. В своём составе вторичное  молочное сырьё (ВМС) содержит все составные  части молока, только в других соотношениях.

     Механизм  сепарирования сложен. Его основная сущность заключается в том, что  под действием центробежной силы из потока молока выделяется жировая  фаза.

     Целью данной работы является изучение техники сепарирования молока и выделение основных факторов, влияющих на эффективность сепарирования.

     В ходе работы решались такие задачи: выяснили, что такое центробежная очистка, фильтрование, бактофугирование и нормализация молока; определили, как получаются высокожирные сливки и чем отличаются сливки, полученные из молока от сливок, образованных из вторичного побочного сырья. В работе также  представлены продуктовые расчёты  на предприятиях по переработке молока. 
 
 

1. Центробежная  очистка, фильтрование, бактофугирование и  нормализация молока.

     Сепарирование — один из основных технологических  процессов в молочной промышленности. Сепарированием безальтернативно получают из молока сливки. К процессам сепарирования  относится центробежная очистка  молока, включая бактофугирование, и нормализация сливок. Сепарирование сливок позволяет получать сливочное масло методом преобразования высокожирных сливок. Обезжиривание молочной сыворотки возможность дополнительного использования компонентов молока, в первую очередь молочного жира. Центробежное разделение суспензий используется при производстве творога и осветлении молочной сыворотки, например, при производстве молочного сахара. Возможно и дополнительное извлечение жира из пахты путем сепарирования (обезжиривания) этого продукта.

     Обезжиривание молока - самый распространенный из процессов центробежного разделения в молочной промышленности. Более 80% сепараторов на молочных предприятиях это сепараторы-сливкоотделители. Для  обезжиривания молока используют как  сепараторы с ручной периодической  выгрузкой осадка, так и сепараторы с центробежной периодической выгрузкой  осадка (саморазгружающиеся).

     Основным  фактором, влияющим на эффективность  процесса обезжиривания молока, является температура исходного продукта. Такое влияние - результат увеличения или уменьшения величины, так называемой разделяемости системы "молочный жир - плазма", соответственно при  повышении или понижении температуры.

     Обычно  в инструкции по эксплуатации сепаратора-сливкоотделителя указывается режим 35 … 40^oС. Однако даже в этом сравнительно небольшом диапазоне температур разделяемость системы "жир-плазма" изменяется в 1,1 … 1,2 раза и тем выше, чем больше температура. Следовательно, следует стремиться к повышению температуры сепарирования.  

     Обезжиривание молока при высоких (60 … 70^oС) температурах или, так называемое, "горячее" сепарирование имеет две стороны. С одной стороны разделяемость дисперсной системы при 70^oС больше, чем при 40^oС, в 1,5 раза, что достаточно существенно. Но с другой стороны, в потоке горячего молока, движущегося в сепараторе, наблюдается дробление жировых шариков. Кроме того, нагревание до высоких температур увеличивает количество дестабилизованного жира, что также способствует повышению содержания жира в обезжиренном молоке. Для сепарирования горячего молока могут использоваться только специальные сепараторы, имеющие более "щадящий" гидродинамический режим течения жидкости в барабане. 

     Производительность  сепаратора непосредственно связана  с размером выделяемого жирового шарика, что подтверждается как теоретически, так и практически. Номинальная  (паспортная) производительность сепаратора, как правило, ориентирована на достижение максимального результата обезжиривания. Но это не может распространяться на все сепараторы той или иной марки. И, зачастую, способом повышения эффекта обезжиривания молока является некоторое снижение производительности сепаратора от паспортного значения.

     Важным  эксплуатационным фактором, влияющим на эффективность обезжиривания, является жирность получаемых сливок. В наиболее распространенных сепараторах полугерметичного типа регулирование жирности сливок осуществляется путем изменения  их расхода (контролируется по показанию  ротаметра), а также давления на выходе обезжиренного молока (контролируется по показанию манометра). Причем, чем  больше расход сливок и больше давление на выходе обезжиренного молока, тем  меньше жирность сливок. И соответственно наоборот - уменьшение расхода сливок и давления на выходе обезжиренного  молока повышает содержание жира в  сливках. Но при регулировании жирности сливок необходимо обращать внимание на содержание жира в обезжиренном молоке. Как известно, нормативной  величиной содержания жира в обезжиренном молоке является 0,05%, но при оптимизации  работы сепаратора это значение можно  снизить до 0,03%, что дает существенную прибавку количества сливок. Как правило, понижение содержания жира в обезжиренном молоке удается получить при снижении жирности сливок и наоборот - повышенное (обычно свыше 40%) содержание жира в  сливках увеличивает жирность обезжиренного  молока. При регулировании жирности сливок следует также учитывать  и тот факт, что соотношение  количества сливок и обезжиренного  молока зависит также и от жирности исходного молока. В свою очередь, содержание жира в обезжиренном молоке пропорционально жирности сепарируемого  молока и сепарируя достаточно жирное молоко целесообразно использовать фактор регулировки жирности сливок, а также снижение производительности.

     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 … 45^oС) 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 … 10^oС 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.