2.1.1 Очистка молока
Очистку молока проводят, для того чтобы удалить механические загрязнения и естественные примеси (микроорганизмы). Она осуществляется способом фильтрования под действием сил тяжести или давления и центробежным способом на сепараторах-молокоочистителях. При фильтровании молоко должно преодолеть сопротивление, оказываемое перегородкой фильтра, выполненной из металла или ткани. При прохождении жидкости через фильтрующую перегородку на ней задерживаются загрязнения в количестве, пропорциональном объему жидкости, прошедшей через фильтр.
Молоко на фильтрование направляют подогретым до 30…40ºС, так как холодное молоко обладает повышенной вязкостью, что ухудшает его прохождение через фильтрующую ткань.
Периодически через каждые 15-20 мин необходимо удалять загрязнения из фильтра. Эффективность очистки в значительной мере зависит от давления, при котором происходит процесс фильтрования. Обычно в цилиндрические фильтрационные аппараты молоко поступает при давлении 0,2 МПа. Фильтрационные аппараты с тканевыми перегородками имеют ряд недостатков: кратковременность безостановочной работы, необходимость частой разборки для промывки, возможность прорыва ткани, уменьшение производительности фильтров в зависимости от продолжительности работы.
В настоящее время для фильтрования молока используют фильтры различных конструкций: пластинчатые, дисковые и цилиндрические. При фильтровании во фляги применяют цедилки с плоской или конусообразной решеткой, на которую закрепляют фильтрующую ткань. Этот способ очистки прост, но трудоемок. Кроме того, в процессе фильтрования на ткани скапливается осадок, который при дальнейшем фильтровании размывается последующими порциями молока и проникает вместе с ним в емкость.
При доении со сбором в молокопровод применяются закрытые молочные фильтры, установленные в линии молокопровода. Молоко, идущее по молокопроводу, проходя через фильтр, направляется в вакуумный охладитель, а затем в резервуар. Иногда в линии устанавливают параллельно два молочных фильтра, соединенных между собой в общую систему посредством трехходовых кранов, позволяющих переключать фильтры в процессе доения для замены фильтрующих тканей. Предложенная система позволяет использовать плотные ткани, и улучшать очистку молока. Она может быть автоматизирована.
Фильтрационные аппараты с тканевыми перегородками имеют ряд недостатков: кратковременность безостановочной работы, необходимость частой разборки для промывки, возможность прорыва ткани, уменьшение производительности фильтров в зависимости от продолжительности работы.
Наиболее эффективна очистка молока с помощью сепараторов-молокоочистителей, состоящих из барабана с тарелками, приводного механизма и станины. Центробежная очистка в них осуществляется за счет разницы между плотностями частиц плазмы молока и посторонних примесей. Посторонние примеси, обладая большей плотностью, чем плазма молока, отбрасываются к стенке барабана и оседают на ней в виде слизи.
Молоко, подвергаемое очистке, поступает по центральной трубке в тарелкодержатель, из которого направляется в шламовое пространство между кромками пакета тарелок и крышкой (рис.1).
Рис.1. Схема работы сепарирующего устройства молокоочистителя (а) и сепаратора – сливкоотделителя (б):
а: 1- исходное молоко, 2 –очищенное молоко, 3 – частицы, образующие осадок, 4 – осадок (слизь) б: 1 – исходное молоко, 2 – легкая фракция (сливки), 5 – тяжелая фракция (обезжиренное молоко)
Затем молоко поступает в межтарелочные пространства и по зазору между тарелкодержателем и верхними кромками тарелок поднимается вверх и выходит через отверстия в крышке барабана. Процесс очистки начинается в шламовом пространстве, а завершается в межтарелочных пространствах.
Очистке можно подвергать как холодное (4...10˚С), так и горячее молоко (около 60˚С). Горячее молоко имеет низкую вязкость, что повышает эффективность очистки. Если молоко сразу после очистки не перерабатывается, то его охлаждают. При очистке предварительно подогретого молока микробиологические процессы при последующем хранении идут более интенсивно вследствие раздробления количества микроорганизмов, поэтому нецелесообразно подогревать молоко перед очисткой, если предполагается его хранить в сыром виде. Также при очистке холодного молока не происходит коагуляции сывороточных белков на стенках барабана молокоочистителя, благодаря чему увеличивается продолжительность непрерывной работы машины.
Традиционно в технологических линиях центробежная очистка молока осуществляется при 35…40оС, так как в этих условиях происходит более эффективное осаждение механических загрязнений вследствие увеличения скорости движения частиц.