Лекция № 6 Оборудование для производства сливочного масла

Применяемые в основном машины для выработки сливочного масла можно разделить на маслоизготовители и маслообразователи. Маслоизготовители предназначены для получения масла методом сбивания сливок (30…40%) по жирности, т.е. нормальной жирности, а маслообразователи – для получения масла из высокожирных сливок.

Как правило, в маслоизготовителях не происходит регулирования состава масла. В них поступают сливки в полном соответствии с составом компонентов масла. В маслообразователях происходит изменение структуры сливок. Для этого сливки интенсивно охлаждаются и подвергаются механическому воздействию. В настоящее время получили распространение цилиндрические (обычно трехцилиндровые), пластинчатые маслообразователи. В производстве сливочного масла, вырабатываемого различными методами применяют непрерывно-поточные линии. Маслообразователь трехцилиндровый (рис. 1) предназначен для вырабатывания из сливок 72…82%-ной жирности различных сортов масла: сладкосливочного, крестьянского, бутербродного и так далее.

Т рехцилиндровый маслообразователь (рис. 1) состоит из унифицированных цилиндров одинаковой конструкции. Каждый из цилиндров включает обечайки, вытеснительный барабан, крышку, редуктор и рубашку для охлаждения продукта водой. В рубашке проложена и закреплена спираль 11. Задней стенкой цилиндра является торцевой диск редуктора 15, а передней – крышка 5 с ребрами жесткости. На нем размещены два ножа, оснащенных пластинками из пластмассы. Ножи свободно поворачиваются над плоскостями вытеснительного барабана. При вращении барабана ножи под действием центробежной силы отбрасываются и прижимаются лезвием к внутренней поверхности цилиндра.

Рис. 1. Маслообразователь трехцилиндровый:

1 – кронштейн; 2 – кран выпускной; 3 – втулка направляющая; 4 – кран воздушный; 5 – крышка; 6 – кольцо уплотнительное; 7 – фланец цилиндра передний; 8 – вытеснительный барабан; 9 – обшивка цилиндра; 10 – обечайка цилиндра наружная; 11 – спираль; 12 – обечайка цилиндра внутренняя; 13 – фланец цилиндра задний; 14 – кольцо уплотнительное; 15 – редуктор; 16, 17 – подшипники; 18, 19 – шестерни; 20 - электродвигатель

Вытеснительный барабан 8 изготовлен из нержавеющей стали. Для удаления воздуха и контроля за наполнением цилиндра сливками в верхней части крышек расположены воздушные краны, которые открывают при пуске маслообразователя. В нижней части крышки верхнего цилиндра размещен кран 2 для выпуска продукта. На выходе продукта установлены выпускной кран 2 и термометр сопротивления для контроля за температурой выходящего масла.

От электродвигателя маслообразователь приводится в движение через редуктор 15.

Высокожирные сливки температурой 80…90 °С подаются в нижний барабан маслообразователя, а рассол и ледяная вода – в рубашку. При работе слой сливок срезается ножами 21 и перемешивается. Температура масла на выходе обычно не превышает 10…12 °С. Масло перемещается по направлению к внутреннему патрубку, и выходит из него, пребывая в аппарате 3…6 минут. В случае затвердевания масла (при перерыве в работе для обогрева цилиндра в рубашку подаются пар или горячая вода).

В нижнем цилиндре высокожирные сливки, охлаждаясь до температуры 22…23 °С, сохраняют свойства эмульсии. Температура рассола в нижнем цилиндре -1…-3 °С, в среднем -3…-5 °С. Процесс структурообразования, жир из жидкого состояния переходит в вязкопластичное и отвердевает в течении 5…20 секунд, проходит в среднем цилиндре. Жир охлаждается до 11..13 °С. В верхнем цилиндре, вследствие механического воздействия в течении 150…250 секунд, продукт приобретает пластическую консистенцию из мелкокристаллической структуры. Температура продукта в верхнем цилиндре, несмотря на охлаждение водой при температуре 7…9 °С, повышается на 1…2 °С. Выделение тепла при механическом воздействии превышает отвод через стенку цилиндра к охлаждающей рубашке.

Оптимальным углом установки ножей является угол 35°, а угловой зазор при производительности 450, 650 и 850 кг/ч соответственно 15, 22 и 29 мм.

Недостатком данного маслообразователя является то, что в процессе его работы происходит отложение закристаллизованного жира на поверхности барабана, в результате чего сокращается продолжительность обработки. Кроме того, интенсивность обработки регулируется по конечной температуре продукта, которая может неоднозначно характеризовать процесс преобразования сливок в масло.

П ластинчатый маслообразователь (рис. 2) так же как и трехцилиндровый применяется в линиях для выработки сливочного масла из сливок. Он состоит из пластинчатого теплообменного аппарата и камеры, предназначенной для кристаллизации жира и механической обработки продукта. В теплообменном аппарате охлаждение достигается при минимальной механической обработке.

Рис. 2 Маслобразователь пластинчатый:

1, 22 – подшипники; 2 – приводной вал; 3 – выходной патрубок; 4 – крыльчатка; 5 – дисковые решетки; 6 – конусная насадка; 7, 11 – резиновые прокладки; 8 – мешалка; 9 – отражатель; 10 – цилиндр; 12 – нажимная плита; 13 – резиновое кольцо; 14 – резиновая шайба; 15 – диски-турбулизаторы; 16, 19 – патрубки для хладоносителя; 17 – продуктовая пластина; 18 – охлаждающая пластина; 20 – центральное отверстие; 21 – опорная плита; 23, 24 – опорные шайбы

В теплообменном аппарате между опорой и нажимной плитой 12 расположены охлаждающие 18 и продуктовые 17 пластины. В охлаждающих пластинах хладоноситель движется по кольцевой полости. В пластинах имеется центральное отверстие для приводного вала и прохода продукта и два отверстия для подвода и отвода хладоносителя. В продуктовых пластинах, образующих камеры, расположены отверстия для хладоносителя.

В каждой камере расположены по два диска-турбулизатора 15, кроме крайних, где расположены только по одному диску. На них расположены по три радиальных ребра-ножа с косыми прорезями, высота которых 3…6 мм. При помощи них достигается более энергичное перемешивание и более интенсивное охлаждение сливок, чем в цилиндрическом маслообразователе. Пластины укреплены резиновыми кольцами 13.

Камера для кристаллизации представляет собой цилиндр 10, закрепленной неподвижной насадкой 6 с выходным патрубками 3. Внутри камеры расположены отражатель 9 и лопастная мешалка 8 на валу 2. Дисковая решетка 5 расположена в месте соединения конусной насадки 6 с цилиндром 10. В образованной таким образом полости вращается крыльчатка 4.

Высокожирные сливки поступают под давлением, создаваемым насосом, в камеру, образованной первой продуктовой пластиной и диском-турбулизатором, и направляется к центру. Через центральное отверстие 20 сливки проходят в следующую продуктовую камеру, в которой перемещаются по щели от центра к переферии; в следующей камере они движутся от периферии к центру, а затем от центра к периферии. При продавливании через дисковую решетку 5 разрушаются кристаллизационные структуры.

Такие маслообразователи не обеспечивают независимое регулирование интенсивности механического воздействия в охладителе и обработнике. Скребковые ножи тесно закреплены на вращающихся дисках, что обуславливает неполное прилегание к охлаждающим пластинам и приводит к снижению интенсивности теплообмена. В результате кристаллизации жира на поверхностях вращающихся дисков оседает слой продукта, что приводит к изменению емкости аппарата, образованию застойных зон и, тем самым, снижению теплообмена и получения масла с неоднородными структурно-механическими свойствами.

Замена цилиндрической камеры лопастной позволила сократить габаритные размеры камеры, но характер процессов, протекающих в сливках во время перемешивания по существу не изменился. Поэтому регулирование процесса кристаллизации триглицеридов в пластинах маслобразователя осуществляется таким же способом, как и в маслообразователях цилиндрического типа, т.е. путем изменения скорости охлаждения сливок и продолжительности воздействия на них. Наличие специальной камеры способствует улучшению консистенции масла.