Сепараторы в молочной промышленности.

1. Общие сведения о процессе сепарирования.

2. Классификация сепараторов молочной промышленности.

3. Основные конструктивные особенности молочных сепараторов.

4. Основные расчеты сепараторов.

Сепарирование – это процесс разделения неоднородных жидкостей в поле действия центробежных сил на машинах, которые называются сепараторы.

Жидкости могут быть однородными и неоднородными. Примером однородной жидкости служит обычная вода. Чистая вода практически неразделима.

Неоднородные жидкости, состоящие как минимум из двух фаз, отличающихся друг от друга разными значениями плотности, разделяются как в поле действия гравитационных так и центробежных сил. Однако скорость разделения в поле действия гравитационных сил значительно ниже, чем в поле действия центробежных сил.

В молочной промышленности разделению подвергаются такие неоднородные жидкости как:

- молоко (на сливки – легкую фазу и обрат - тяжелую фазу, либо чистое молоко и загрязнения);

- сливки (на высокожирные сливки и пахту);

- сквашенное обезжиренное молоко (на мягкий творожный сгусток и сыворотку) и т.д.

В теории сепарирования неоднородные жидкости принято различать на так называемые суспензии и эмульсии.

Суспензия - это неоднородная жидкость, состоящая из двух фаз, причем одна из них является общей или внешней и представляет собой жидкость, а другая является внутренней и представляет собой твердое вещество.

Эмульсия в отличие от суспензии состоит как минимум из двух фаз, обе из которых являются жидкими.

Природа некоторых пищевых жидкостей настолько сложна, что их нельзя отнести к какому-то конкретному типу. Обычное молоко в одном случае рассматривается как суспензия, а в другом как эмульсия, например:

- если сепарировать молоко с целью его очистки от грязи (сепараторной слизи или шлама) на сепараторах молокоочистителях, то молоко – суспензия состоящая из двух фаз – чистое молоко и загрязнения (или шлам или сепараторная слизь);

- если же сепарировать молоко на разделителе, то оно – эмульсия состоящая также из двух фаз – сливок и обрата.

Главным фактором при любом виде разделения является неравенство плотностей фаз составляющих неоднородную жидкость или неоднородную систему.

Неоднородная жидкость разделима лишь в том случае, если плотность одной фазы не равна плотности другой, т.е. одна фаза является относительно легкой, а другая более тяжелой, и между ними существует т.н. разность плотностей.

Разность (r₁ - r₂) плотностей называют движущей силой или разностью потенциала процесса сепарирования.

Сепарирование было предложено во второй половине 19 века в Швеции талантливым инженером Густавом Лавалем.

3. Оборудование для тепловой обработки молока и молочных продуктов.

1. Общие сведения о особенностях и видах тепловой обработки молока.

2. Классификация аппаратов для охлаждения, нагрева и пастеризации молока.

3. Требования к теплообменникам.

4. Основные особенности конструкций пластинчатых теплообменников.

5. Пластинчатые установки для пастеризации молока.

6. Оборудование для стерилизации молока.

В промышленности используются следующие виды тепловой обработки молока:

- охлаждение (до температуры хранения 4-5 ⁰С);

- нагревание (до оптимальной температуры сепарирования - примерно 30-40 ⁰С);

- пастеризация (т.е. нагрев до температуры 63 – 90 ⁰С с последующей выдержкой при этой температуре);

- стерилизация (т.е. нагрев до температуры 110 – 140 ⁰С без выдержки).

Основная цель тепловой обработки молока – обезвредить продукт в микробиологическом отношении и в сочетании с охлаждением предохранить его от порчи в процессе хранения.

· Главными из этих видов тепловой обработки молока являются пастеризация (П) и стерилизация (С).

Нагревание до оптимальной температуры сепарирования в настоящее время проводится как промежуточная операция при осуществлении (П) или (С).

Охлаждение же является конечной целью любого вида тепловой обработки, т.е. после (П) или (С) молоко в обязательном порядке подвергается охлаждению.

Основой для техники и технологии обработки молока при температурах ниже кипения послужили работы французского ученого Пастера.

По режимам (П) делится:

- на длительную (П), т.е. нагрев до 63 - 65⁰ С при выдержке 30 минут;

- кратковременную (П), т.е. нагрев до 74 - 78⁰ С при выдержке 20 секунд;

- моментальную (П), т.е. нагрев до 85 - 87⁰ С без выдержки;

При проведении (П) не происходит полного уничтожения микрофлоры молока:

· вегетативные микроорганизмы погибают полностью,

· а термофильные погибают частично,

· часть же из них лишь инактивируются, т.е. теряют способность к размножению.

При стерилизации погибают все виды микроорганизмов.

Классификация аппаратов

для охлаждения, нагрева и пастеризации молока

I. По производственному назначению.

1. Охладители. 2. Нагреватели.3. Регенераторы.

4. Аппараты комплексной тепловой обработки молока (Пастеризационно-охладительные и стерилизационно-охладительные установки).

II. По структуре рабочего цикла.

1. Периодически действующие аппараты.

2. Непрерывно действующие аппараты.

III. По виду тепло и хладоагента.

1. Обогреваемые горячей водой.

2. Обогреваемые паром.

3. Охлаждаемые холодной водой.

4. Охлаждаемые рассолом.

IV. По взаимному направлению движения жидкостей обменивающихся теплом.

1. Противоточные. 2. Прямоточные. 3. Перекрестно-поточные.

4.Смешанного тока.

V. По конструкции теплопередающей поверхности.

1. Рубашечные емкостные (ванны и т.п.) и рубашечные с мешалками.

2. Змеевиковые. 3. Пластинчатые. 4. Трубчатые.

5. Оросительные – (устаревшие).

VI. По количеству рабочих органов или секций

1. Одноцилиндровые.2. Двухцилиндровые. 3. Многосекционные.