Линия сепарирования молока

Цельное молоко представляет собой жидкую смесь, состоящую из жира и молочной плазмы. Жир является самым ценным составным элементом молока и содержится в нем в сравнительно небольших количествах (3...5%) в виде мельчайших жировых шариков диаметром 0,001...0,01 мм.

До появления сепараторов, т.е. до 1879 г. (первая центрифуга для разделения жидких смесей была изобретена шведским инженером Г. Лавалем), сливки выделяли из молока только посредствам отстоя. Этот способ является несовершенным, так как в снятом молоке остается до 1 % сливок, а сам процесс требует больших затрат времени и при длительном отстое молоко часто скисает. Сепарированием молока называется механический способ разделения молока на сливки и обезжиренное молоко (обрат). Он осуществляется посредством молочных сепараторов и обладает рядом преимуществ по сравнению со способом отстаивания сливок. Так, при сепарировании, благодаря кратковременности и непрерывности процесса, сливки и обрат получаются совершенно свежими, степень обезжиривания достигает до 99,98 %. В процессе сепарирования сливки и обрат дополнительно очищаются от механических примесей, кроме того, жирность сливок можно регулировать. Оптимальная температура молока при сепарировании составляет 35...40 ⁰С. Это связано с тем, что при повышении температуры молока от 5 ⁰С до 40 ⁰С его вязкость уменьшается почти в три раза, следовательно, скорость всплытия жировых шариков будет увеличиваться, а при дальнейшем увеличении температуры молока его вязкость уменьшается очень незначительно.

Основными машинами в линии сепарирования молока являются сепаратор и пастеризатор. Поэтому вначале выбирают эти машины. На сепарирование поступает 1424 кг молока жирностью 3,9%. Принимается, что такое количество молока можно просепарировать в течение 2 часов. Тогда производительность линии сепарирования составляет 712 кг/ч. Для обеспечения такой производительности выбирается один сепаратор типа СОМ-3-1000 с часовой производительностью 1000 л. Этот сепаратор предназначен для разделения молока на сливки и обрат с одновременной очисткой от механических примесей. Поэтому молоко на сепарирование предварительно не подвергают отчистке.

Выход питьевых сливок определяют по формуле:

M_сл = G_м (Ж_м - Ж_об)/(Ж_сл - Ж_об), (3.40)

где G_м - количество сепарируемого молока, кг;

Ж_м, Ж_об, Ж_сл - жирность молока, обрата, сливок, %.

Жирность обрата составляет примерно 0,04...0,05%, тогда количество питьевых сливок жирностью 10% будет равно: M_сл =1424 (3,9-0,04)/(10-0,04)=552 кг, а количество обрата определяют как разность между молоком и сливками, G_об =1424-552=872 кг.

При выборе пастеризатора воспользуются выражениями (3.36), (3.37), (3.38), (3.39), (3.40). Тогда, массовая производительность пастеризатора, при условии пастеризации питьевых сливок в течение одного часа составляет 0,15 кг/с, а среднелогарифмическая разность температур составляет:

T_ср =[(110-35)-(110-87)]/[2,3×lg (110-35)/(110-87)]=(75-23)/[2,3×lg(75/23)]=44,3 ⁰С.

Тогда площадь теплопередачи F =0,15×2400 (87-35)/3200×44,3=0,14 м².

Следовательно, что для пастеризации питьевых сливок используется тот же пастеризатор, что находится в линии пастеризации молока. К вспомогательным машинам этой линии относятся подогреватель, накопительные емкости для сливок и обрата, баки для хранения сливок и обрата. Молоко при сепарировании необходимо подогревать, т.к. с повышением температуры от 5 до 40 ⁰С его вязкость уменьшается почти в три раза, следовательно, скорость всплытия жировых шариков увеличиваться и обезжиривание молока протекает более полно.

В качестве подогревателя молока используется двухпакетный пластинчатый охладитель типа АДМ-13, где вместо холодной воды подают горячую воду с температурой 50...55 ⁰С и молоко тем самым подогревается до температуры 40...45 ⁰С. Для накопления молока после подогрева и для сбора сливок и обрата выбирают молокоприемные баки типа БМ-250, а для хранения охлажденных сливок выбирают молочные фляги типа ФН-38 в количестве 15 шт. Хранение обрата осуществляют в молокоприемном баке типа БМ-1000. Для подачи сливок и обрата из одного бака в другой выбирают молочный насос типа НМУ-6, с производительностью 6 т/ч.