ТОППЖ
Вопрос №1: Назначение и классификация оборудования для механической обработки молока. Устройство и принцип работы сепараторов полузакрытого типа.
Ответ: При механической обработке молоко очищают от загрязнений, разделяют его на фракции (сепарирование), диспергируют жировые шарики (гомогенизация), подвергают разделению с помощью мембранных методов.
Механическая обработка молока и молочных продуктов осуществляются с помощью фильтров, центрифуг, сепараторов различной конструкции, гомогенизаторов и мембранных фильтрационных аппаратов.
Сепаратор-сливкоотделитель Сепаратор относится к группе сливкоотделителей полузакрытого типа с ручной выгрузкой осадка он изготовлен в нержавеющем исполнении. Это повышает надежность и срок службы. Сепаратор включает в себя станину с приводным механизмом, барабан, приемно-выводное устройство, тахометр. Внутри станины смонтирован приводной механизм, состоящий из центробежной фрикционной муфты, горизонтального и 'вертикального валов. От фланцевого электродвигателя через центробежную муфту вращательное движение передается горизонтальному валу, далее через пару винтовых зубчатых колес вертикальному валу с установленным на нем барабаном. Фрикционно-центробежная муфта обеспечивает плавную и постепенную передачу вращения барабану при разгоне.
Горизонтальный вал свободно вращается в подшипниковых опорах. Кроме ведущей шестерни быстроходной пары на горизонтальном валу имеется шестерня, связанная зубчатым зацеплением с механизмом тахометра и пульсатора. Вертикальный вал вращается в верхнем радиально-сферическом и нижнем радиально-упорном подшипниках. Верхняя опора вертикального вала выполнена упругой, что позволяет барабану сепаратора при разгоне и остановке плавно переходить критическое число оборотов и сохранять устойчивый, спокойный ход при рабочей частоте вращения. Упругость горловой опоры достигается тем, что обойма с подшипником и веретеном заключена между шестью радиально расположенными цилиндрическими пружинами, установленными в направляющих втулках, которые находятся в гнездах корпуса горловой опоры. Вертикальная нагрузка от барабана и веретена воспринимается радиально-упорным подшипником, который опирается через упор на цилиндрическую пружину.
Барабан состоит из основания, тарелкодержателя, пакета тарелок, крышки, уплотнительного кольца и гайки. Пакет конических тарелок установлен на тарелкодержателе и состоит из промежуточных с тремя отверстиями ( 30 штук) , верхней и разделительной тарелок. Межтарелочное пространство составляет 0,6...0,8 мм.
Приемно-выводное устройство, закреплено в верхней части сепаратора, обеспечивает подачу молока в барабан и отвод из него фракций молока (сливок, обезжиренного молока, а также очищенного молока). Герметичность всех соединений создается резиновыми уплотнительными кольцами. Имеются приемник для сливок и обезжиренного молока и диски напора для каждой фракции. Приемник состоит из двух изолированных камер для сливок и обезжиренного молока. Сливки как более легкая фракция выходят из барабана по нижнему патрубку, а обезжиренное молоко - по верхнему. На выходном патрубке сливок установлены регулировочный винт, позволяющий регулировать жирность сливок, и ротаметр для определения количества сливок.
Молоко, подаваемое в сепаратор, по центральной трубе поступает в быстровращающийся барабан. Из вертикальных каналов, образованных отверстиями промежуточных тарелок, оно распределяется тонким слоем в межтарелочном пространстве и под действием центробежной силы разделяется при ламинарном течении на два потока: сливки и обезжиренное молоко.
Обезжиренное молоко по нижним поверхностям конусных тарелок движется к периферии барабана. Сливки оттесняются по верхним поверхностям тарелок к оси вращения барабана, поднимаются по наружным каналам тарелкодержателя вверх и попадают в напорную камеру. Из камеры сливки захватываются диском и выводятся через приемно-выводное устройство в трубопровод для сливок.
Поток обезжиренного молока под давлением проходит между наружной поверхностью разделительной тарелки и внутренней поверхностью крышки барабана и выходит в напорную камеру обезжиренного молока, которое захватывается диском и выводится через приемно-выводное устройство в трубопровод для обезжиренного молока.
Вопрос №2. Назначение и классификация оборудование для тепловой обработки молока. Вычертить принципиальную схему и описать работу пластинчатой пастеризационно – охладительной установки ппоу.
Ответ: Классификация: 1. Пастеризация (для уничтожения вегетативных форм микроорганизмов, находящихся в молоке ). 2. Охлаждение и нагрев (с целью сохранения качества молока и ограничение роста количества микроорганизмов перед обработкой). 3. Стерилизация. (тепловая обработка молока при температуре более 100 С, с последующей её выдержкой при этой же температуре.)
Режимы тепловой обработки: охлаждение, подогрев, нагрев, пастеризация, стерилизация, термовакуумирование
Оборудование для нагрева и охлаждения
подразделяется:
- по характеру соприкосновения продукта: открытые и закрытые
- по форме рабочих органов: плоские и круглые
- по профилю поверхности: трубчатые и пластинчатые
- по конструкции: однорядные и многорядные
- по числу секций: односекционные и многосекционные
- по направлению движения: прямоточные и противоточные
Технологическая схема пастеризационно-охладительной установки
1- емкость; 2- уравнительный бак; 3- центробежный насос; 4 молокоочиститель; 5- теплообменник; 6-выдерживатель; 7- перепускной клапан; 8- инжектор; 9* насос; 10- бойлер.
Устройство и технологическая схема паствризационно-охладительной установки Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка марки ОКЛ - 3 или ОКЛ - 5
представляет собой агрегат, автоматически осуществляющий все операции первичной обработки молока (очистку, пастеризацию и охлаждение) в непрерывном тонкослойном закрытом потоке.
Пастеризация и охлаждение молока осуществляются при автоматическом контроле и регулировании технологического процесса, что обеспечивает хорошие санитарно-гигиенические условия и исключает выход недопастеризованного молока.
Установка состоит из аппарата пластинчатого 5, саморазгружающегося сепаратора -молокоочистителя 4 , насоса для подачи молока 3 , приемного бака с поплавковым регулятором уровня 2 , выдерживателя трубчатого 6 , насоса подачи горячей воды 9, бака конвекционного закрытого типа (бойлера) 10 , с инжектором 8 , регулирующего и переключающих клапанов, с исполнительными механизмами, щита управления с приборами автоматического контроля и регулирования технологических процессов, соединительных трубопроводов и арматуры.
Схема движения молока в установке при обработке.
Молоко из резервуара (танка) поступает в приемный бак 2 , в котором благодаря клапанному -поплавковому устройству оно поддерживается на определенном уровне. Из приемного бака молоко насосом 3 через регулятор потока подается в секцию регенерации пластинчатого аппарата для предварительного нагрева (до температуры 37-40°С) и далее в сепаратор - молокоочиститель 4 для очистки от механических и других загрязнений.
После центробежной очистки молоко возвращается в аппарат, проходит через секцию пастеризации, где нагревается до температуры 76-80°С и направляется через переключающий клапан в выдерживатель 6, откуда поступает в секцию регенерацию и охлаждения и далее направляется на разлив или в молокохранилище. Нагрев молока в секции пастеризации до температуры 76-80 °С осуществляется горячей водой, которая циркулирует с помощью центробежного насоса 9 в замкнутом контуре бойлерно-инжекторного блока, проходя последовательно через инжектор пара 8, аппарат 5, бак конвекционный.
Охлаждение молока до температуры 2.....6°С осуществляется в секции регенерации сырым холодным молоком и в секции охлаждения ледяной водой при темп. 0.....2 °С
Пластинчатый теплообменник является основным аппаратом установки; в нем происходит нагревание и охлаждение молока. Пластинчатый теплообменник состоит из станины с зажимными устройствами, набора теплообменных пластин, разделительных, нажимной и упорной плит.
Аппарат имеет 3 секции: пастеризации, регенерации и охлаждения. Секции отделены друг от друга специальными промежуточными плитами, в углах которых расположены штуцера для ввода молока и вывода воды.
В пластинчатом аппарате применяются теплообменные пластины, штампованные из нержавеющей стали, имеющее рабочую поверхность 0,2 м2 каждая. С обеих сторон каждой пластины имеется канал, по которому с одной стороны движется молоко, а с другой - тепло -или хладоностель. Герметичность в собранном аппарате создается резиновыми уплотнительными прокладками. Пластины и плиты подвешены на горизонтальных штангах - нижней и верхней. Нажимная плита подвешивается на штангах и имеет отверстия со штуцерами для ввода хладоносителя и вывода молока. В нажимную плиту упираются распорки, надетые на штанги и имеющие прорези для концевой стойки. Концевая стойка предотвращает сближение консольно установленных штанг и крепится к ним с помощью витков.
Нажимная плита имеет патрубки для ввода горячей воды и вывода пастеризационного молока.
В секции пастеризации набор теплообменных пластин выполнен таким образом, что молоко переходя из канала в канал несколько раз изменяет направление движения, в то время как вода проходит в одном направлении. Такое расположение каналов обеспечивает равенство скоростей и давлений по обе стороны теплообменных пластин, поскольку кратность циркуляции горячей воды в 5-6 раз превышает производительность установки по молоку. В секции регенерации горячее молоко отдает свое тепло встречному потоку холодного молока. В этом случае экономия тепла в пластинчатых аппаратах достигает 90%. В секциях водяного охлаждения количество циркулирующего хладоносителя в несколько раз превышает количество протекающего молока. В этой связи количество параллельных каналов для прохода хладоносителя в 3 -4 раза больше чем для молока.
Трубчатый выдерживатель предназначен для выдержки молока при темп, пастеризации в течение определенного времени (25 сек.) необходимого для завершения бактерицидного действия температуры.. Он состоит из 2 -х горизонтально расположенных цилиндров, выполненных из нержавеющей стали последовательно соединенных трубопроводами между собой.
Для ввода и вывода молока выдерживатель имеет соответственно патрубок с резьбовыми штуцерами.
Молоко из секции пастеризации теплообменного аппарата поступает в цилиндры выдерживателя, проходит по ним и выходит по трубопроводу, соединенному с секцией регенерации.
Приемный бак служит для приема молока и равномерного заполнения насоса, нагнетающего молоко в теплообменник.
В приемный бак молоко возвращается из теплообменного аппарата по средствам перепускного клапана в начале работы установки и при падении температуры пастеризации ниже заданной. Кроме того он также служит для приготовления моющего раствора при циркуляционной промывке. Он представляет собой цилиндрическую емкость с регулятором уровня, который обеспечивает постоянство уровня молока в момент переключения молока на повторную пастеризацию. Для забора молока насосом в днище бака имеется патрубок.
Бойлер в системе нагревания теплоносителя в секции пастеризации служит для сбора и выравнивания темп. воды. Он представляет собой цилиндрический бак со сферической крышкой герметичного исполнения. В нижней части бака для подвода и забора теплоносителя имеется 2 патрубка с фланцами на концах, к которым подсоединяется водопроводные трубы. В верхней части бака два патрубка предназначены для подвода воды и выхода пара. Патрубок в днище служит для спуска воды из бойлера.
Инжектор предназначен для смешивания пара с охлажденной водой выходящей из секции пастеризации. Он состоит из корпуса, внутри которого установлен смеситель с цилиндрическими соплами и резьбовой штуцер с фланцем подсоединения инжектора к трубопроводом подающему пароводяную смесь в бойлер. Для уплотнения резьбового штуцера и корпуса ставится кольцо. Работает инжектор следующим образом. Пар через боковой штуцер корпуса поступает в кольцевую камеру и проходит через зазоры вокруг сопел в одном направлении с горячей водой и, смешиваясь с ней, подогревает ее до темп, на 2-3°С выше температуры пастеризации.
Количество пара поступающего в инжектор регулируется автоматическим клапаном в зависимости от темп, пастеризации молока.