МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ российский государственный аграрный университет – МСха имени К.А. Тимирязева (ФГОУ ВПО ргау - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Технологический факультет

Кафедра технологии хранения и переработки продуктов животноводства

Технология молока

и молочных продуктов

Москва 2013

Технология молока и молочных продуктов: Рабочая тетрадь/ А.С Шувариков, О.Н.Пастух, Е.В.Жукова. М: Изд-во РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева, 2013. –62 с.

Рабочая тетрадь содержит материал для практической и самостоятельной работы по дисциплине «Технология хранения и переработки продуктов животноводства», курс «Технология молока и молочных продуктов».

Предназначено для подготовки студентов технологического факультета по направлениям: 110900.62 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции» - 6 семестр обучения; 260200.62 «Продукты питания животного происхождения» - 6 семестр обучения.

Рекомендовано к изданию учебно-методической комиссией технологического факультета РГАУ – МСХА имени К.А. Тимирязева (протокол № ___ от «____» ________ 201__ г.).

© Шувариков А.С., Пастух О.Н.,

Жукова Е.В., 2013

© ФГБОУ ВПО РГАУ – МСХА

имени К.А. Тимирязева, 2013

Занятие 1

Сепараторы. Устройство сепараторов - сливкоотделителей.

Сепарирование молока. Составление жирового баланса,

анализ продуктов сепарирования

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 очистки от механических и естественных (кровь, слизь и т. п.) примесей. Кроме того при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высокожирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока благодаря различию плотностей фракций: плотность дисперсной фазы (жира) меньше, чем дисперсионной среды (плазма молока).

Выделение жира с помощью сепаратора происходит в 4-5 тыс. раз быстрее, чем при отстаивании.

Сепараторы для молока и молочных продуктов классифицируют следующим образом.

По производственному назначению:

- сапараторы-сливкоотделители – для получения сливок и очистки молока;

- сепараторы-молокочистители – для очистки молока;

- сепараторы-нормализаторы – для очистки и нормализации молока;

- сепараторы универсальные – для отделения сливок, очистки и нормализации молока;

- сепараторы специального назначения – для холодного сепарирования, получения высокожирных сливок, осветления сыворотки при получении молочного сахара, обезжиривания сыворотки и выделения белковой пыли, получения творога из творожного сгустка, гомогенизация молока, выделения микрофлоры (бактофуги) и др.

По конструктивным особенностям и степени изоляции сепарирования от доступа воздуха:

- открытые сепараторы – поступление молока, а также отвод сливок и обезжиренного молока происходит открытым потоком;

- полузакрытые сепараторы – подача молока открытая или закрытая, отвод сливок и обезжиренного молока происходит под давлением, т.е он закрытый, но процесс сепарирования не изолирован от доступа воздуха;

- герметические сепараторы – потоки молока, сливок и обезжиренного молока, а также процесс сепарирования изолированы от доступа воздуха.

По способу удаления из барабана посторонних примесей и осадков:

- с ручной (периодической) выгрузкой осадка из барабана после остановки и разборки сепаратора;

- саморазгружающиеся с периодической или непрерывной выгрузкой осадка.

По типу привода:

- с приводом от электродвигателя;

- с ручным приводом;

- с комбинированным приводом – ручным и от электродвигателя.

Для дробления жировых шариков в молоке, сливках и других мо­лочных продуктах используются гомогенизаторы различной мощности и производительности, а также сепараторы-классификаторы. Они предназначены для гомогени­зации молока в непрерывном потоке и одновременной очистки моло­ка от возможных механических примесей. Приемно-отводящее устрой­ство обеспечивает непрерывную подачу исходного молока в барабан сепаратора и выход из него гомогенизированного молока и части сливок.

Гомогенизация молока – процесс дробления жировых шариков путем механического воздействия на молоко, ультразвуковой или высокочастотной обработкой.

Наименьший диаметр жировых шариков в молоке 1-2 мкм(микрона), наибольший – свыше 10 мкм; средний диаметр- 3-4 мкм.

В процессе гомогенизации происходит дробление крупных и получение однородных по величине жировых шариков – средним диаметром около 1 мкм. Из одного жирового шарика диаметром 6 мкм образуется более 200 мелких диаметром 1 мкм. В гомогенизированным молоке практически не наблюдается отстаивания сливок.

Рис.1 Схема дробления жировых шариков

при входе в клапанную щель гомогенизатора

В гомогенизирующем клапане гомогенизатора (рис.1) имеется поворот резкого имеется порог резкого изменения сечения потока при переходе из канала седла гомогенизатора в клапанную щель, а следовательно, и зона резкого изменения скорости потока от нескольких метров в се­кунду до нескольких сотен метров в секунду. Молоко гомогенизиру­ют при температуре не ниже 60°С. Жидкая капля жира проходит по­граничное сечение, отделяющее область малых скоростей потока Vо от области высоких скоростей V₁.

При проходе через щель передние части капли включаются в по­ток с огромной скоростью V₁, вытягиваются и отрываются от нее, дробясь на малые частицы. Условия гидродинамического давления на поверхность жировой капли способствуют ее быстрому вытягиванию и отрыву частиц.

В барабане сепаратора-классификатора сливки попадают в ка­меру с гомогенизирующим диском, где разбиваются жировые шарики. Раздробленные жировые шарики смешиваются с обезжиренным молоком и между верхней разделительной тарелкой и крышкой барабана выхо­дят в сборник молока. Крупные жировые шарики вновь поступают в камеру с гомогенизирующим диском.

Промышленность выпускает сепаратор-классификатор, производительностью 5000 л/ч.

Сепараторы состоят из следующих основных частей: станины в виде чаши, барабана, приемно-выводного устройства и приводного механизма.

На станине смонтированы все части и узлы сепаратора, в нижней ее части расположен приводной механизм.

Барабан (сепарирующее устройство) – исполнительный орган сепаратора, где молоко разделяется на фракции.

Приемно-выводные устройства, закрепленные в верхней части сепаратора, обеспечивают подачу молока в барабан и отвод из него фракций молока (сливок, обезжиренного молока, а также очищенного молока).

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 состава молока коров различных пород и другие свойства.

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 %.

Наименьшие потери жира с обезжиренным молоком наблюдаются при сепарировании парного молока, не подвергшегося механическому или тепловому воздействию.

1. Ознакомиться с сепаратором - сливкоотделителем, который будет использован для сепарирования молока, изучить его техническую характеристику: производительность, количество оборотов барабана, количество оборотов рукоятки у ручного сепаратора, регулирование жирности сливок и т.д.

2. Подготовить сепаратор к работе.

3. В молоке, предназначенном для сепарирования, определить температуру, содержание жира и кислотность.

4. Перед сепарированием произвести расчеты, связанные с получением сливок заданной жирности:

1) количество сливок заданной жирности:

2) абсолютный выход сливок (количество молока, необходимого для получения 1 кг сливок) можно рассчитать двумя способами:

3) Степень извлечения жира ( к ) :

Условные обозначения:

В_а - абсолютный выход сливок;

Ж_с - содержание жира в сливках, %;

Ж_м - содержание жира в цельном молоке, % ;

Ж_о -содержание жира в обезжиренном молоке, % ;

М - количество молока, кг;

С- количество сливок, кг.

5. Рассчитать рабочее отношение при сепарировании - то есть количество обезжиренного молока, которое во время работы сепаратора будет приходиться на единицу сливок.

Например, при абсолютном выходе 8 кг рабочее отношение будет 1 : 7, так как из 8 кг молока при сепарировании получают 1 кг сливок и 7 кг обезжиренного молока.

6. Провести сепарирование молока. Спустя 2 - 3 минуты после появления сливок определить рабочее отношение. Если оно не соответствует рассчитанному, его можно отрегулировать с помощью регулировочного винта для выхода сливок.

7. По окончании сепарирования в приемник молока сепаратора влить обезжиренное молоко объем в зависимости от типа и производительности сепаратора), что освобождает барабан сепаратора от остатков сливок.

8. Последовательно разобрать сепаратор, учесть остатки молока в барабане. Обратить внимание на грязевое пространство барабана сепаратора.

9. Заполнить журнал по сепарированию молока.

Технологический журнал сепарирования

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Масса перерабатываемого молока, кг Содержание жира в молоке, % Получить сливки жирностью, % Абсолютный выход сливок заданной жирности по теоретическому расчету, кг Относительный выход сливок по расчету, кг Количество сливок заданной жирности по теоретическому расчету, кг Рабочее отношение (соотношение между сливками и обезжиренным молоком), по расчету Рабочее отношение фактическое Масса полученных фактически сливок, кг Содержание жира в сливках, % Масса обезжиренного молока, кг Содержание жира в обезжиренном молоке, % Степень извлечения жира, % Масса обезжиренного молока, добавленного в сливки для получения сливок заданной жирности, кг Степень извлечения жира, % Содержание жира в сливках, после разбавления обезжирен ным молоком, % Потери молока при сепарировании, кг Потери молока, % (определить по потере жира) Потери молока против допустимых по норме ( 0,2-0,3%)

Составить жировой баланс по сепарированию, заполнив таблицу

Жировой баланс сепарирования молока

Приход чистого жира, кг	Расход чистого жира, кг
В молоке:	В сливках: В обезжиренном молоке: Всего в продуктах: Потери жира:
Итого:	Итого: