24.5. Аппараты и механизмы для первичной обработки молока

Молоко содержит полноценные белки, жир, сахар, минераль­ные вещества, витамины. Чтобы сохранить пищевую и техноло­гическую ценность этого скоропортящегося продукта на возмож­но более длительный промежуток времени, необходимо прово­дить первичную обработку молока. Для этого проводят очистку (удаление механических и частично бактериальных примесей), охлаждение (замедление жизнедеятельности микроорганизмов, вызывающих порчу и скисание молока) и пастеризацию (тепло­вую обработку, применяемую для уничтожения микроорганиз­мов).

Первые две операции проводятся обязательно, а пастеризация необходима лишь при заболеваниях животных или в том случае, если молоко поставляют непосредственно потребителю.

Известны несколько технологических схем переработки моло­ка, которые меняются в зависимости от заданного конечного продукта (цельное сырое молоко, нормализованное пастеризо­ванное молоко, сливки и др.).

На рисунке 24.9 представлена универсальная технологическая схема первичной обработки молока при доении в молокопровод (/) и в ведра (//). Молоко из молокопровода или из раздельной емкости подается насосом через очистительно-охладительный агрегат. Пройдя центробежную очистку, оно поступает для раз­деления на сливки и обезжиренное молоко в сменный сливкоот­делительный барабан молокоочистителя и охладителя сливок или в универсальный танк типа ТУМ-1200, предназначенный для ох­лаждения, хранения, а при необходимости и пастеризации моло­ка.

Если температура воды в противоточном охладителе ниже 7 °С и молоко должно быть отправлено с фермы не позднее 12 ч со времени доения, то можно ограничиться этим охлаждением. В ином случае молоко дополнительно охлаждается в танке при по­мощи холодильной установки. Пастеризация происходит в уни­версальном танке горячей воды, получаемой в бойлере при помо­щи котла-парообразователя. Количество молока контролируется весами, на которых установлен танк.

Существует два способа очистки молока от механических при­месей: фильтрование и центробежный. При очистке первым спо­собом молоко пропускают через фильтры или цедилки, рабочая часть которых изготовлена из ваты, марли, фланели, металличес­ких сеток и синтетических тканей (лавсан, полиэтилен, энант). При этом молоко очищается от механических примесей, но уве­личивается его бактериальная обсемененность. Центробежный способ основан на использовании разности плотностей молока и содержащихся в нем примесей. Он более совершенен. Для цент­робежной очистки применяют охладители-очистители и сепара­торы-сливкоотделители.

Очистительно-охладительный агрегат 0М-1А (рис. 24.10) про­изводительностью 1000 л/ч применяют при использовании до­ильных установок с переносными ведрами. Основные части аг­регата: рама со стойкой; центробежный полугерметичный моло-коочиститель (центрифуга с электродвигателем мощностью 1,5 кВт); приемно-выводное устройство; барабан с пакетом таре­лок для центробежной очистки и напорным диском для создания потока молока, проходящего через пластинчатый охладитель, снабженный штуцерами для подвода и отвода молока и охлажда­ющей жидкости; молочный насос 36МЦ6-123 (подача 6000 л/ч, частота вращения барабана до 8000 мшит¹, давление до 122,5 кПа, электродвигатель мощностью 0,6 кВт). Перепад температур мо­лока и охлаждающей воды в агрегате равен 2 "С.

Для центробежной очистки молока в любом сепараторе-слив­коотделителе достаточно заменить пакет тарелок и посуду, пре­вратив сепаратор-сливкоотделитель в сепаратор-очиститель. При этом его производительность увеличивается вдвое. Молоко из поплавковой камеры поступает в барабан с частотой вращения 6...8 тыс. мин"¹. Под действием центробежной силы, возникаю­щей при вращении барабана, твердые механические примеси, слизь, сгустки молока отбрасываются к стенкам барабана, а очи­щенное молоко выходит наружу.

Охлаждают молоко несколькими способами, зависящими от многих факторов, в том числе от количества охлаждаемого моло­ка, наличия холодной воды, добываемой из глубоких скважин, обеспеченности хозяйства электроэнергией для получения ис­кусственного холода, типа охладителя и т. д.

Наиболее распространены различные оросительные охладите­ли. По конструкции они бывают плоские и круглые, открытого и закрытого типа; по режиму работы — прямоточные (параллель­ные) или противоточные.

На рабочие поверхности оросительных охладителей молоко поступает самотеком или под напором (орошает поверхность и стекает по ней тонким слоем навстречу или параллельно движу­щемуся по другой стороне поверхности хладагенту). При этом тепло от молока через тонкую стенку аппарата передается охлаж­дающей жидкости, которой может быть холодная вода темпера­турой не выше 10 °С; ледяная вода, охлаждаемая во фригаторах или при помощи холодильных установок до температуры 0...4 °С, или рассол, охлаждаемый холодильными установками и имею­щий минусовую температуру.

Охладители, в которых охлаждающая жидкость движется сверху вниз в одном направлении с молоком, называют парал­лельными или прямоточными, а при движении охлаждающей жидкости под напором навстречу молоку — противоточными. Противоточный режим наиболее эффективен.

На рисунке 24.11 приведены некоторые схемы охлаждения молока. Схемы а ж б позволяют охладить молоко до 1О...15°С, схема в —до 8... 10 °С, схемы г и д — до 4...6 "С.

Наиболее эффективны пакетные и пластинчатые ороситель­ные охладители с очистителями молока.

Пластинчатый молочный охладитель типа ОМ состоит из на­бора теплообменных пластин <5(рис. 24.12), подвешенных на двух горизонтальных штангах 7 (нижняя направляющая), которые закреплены в стойке 5. Тонкостенные пластины из нержавею­щей профилированной стали со специальными прокладками внутри секции образуют изолированные каналы для прохожде­ния охлаждаемого молока и охлаждающей жидкости. Каналы соединены со штуцерами для входа и выхода молока и жидкости. Молоко распределяется по нечетным каналам между пласти­нами, стекает по рифленым поверхностям пластин вниз. Охлаж­дающая жидкость, подаваемая насосом, поднимается по четным каналам и через пластину отбирает тепло у молока. Таким обра­зом молоко быстро охлаждается до заданной температуры.

Недостаток таких охладителей — наличие большого числа фи­гурных резиновых прокладок 9, с которыми надо осторожно и умело обращаться.

Высокопроизводительные пластинчатые охладители оснаще­ны приборами автоматического контроля, регулирования и реги­страции температуры. В состав охладителей входит также цент­робежный очиститель производительностью 400...600 л/ч.

Танки-охладители молока применяют для глубокого охлажде­ния молока (до 4...6°С) и его временного хранения на молочно­товарных фермах. Молочная цистерна танка" имеет водяную ру­башку, обеспечивающую циркуляцию охлаждающей жидкости между стенками танка. Теплоизоляционный слой препятствует повышению температуры внутри цистерны и обеспечивает со­хранность молока с заданной температурой. Танки-охладители могут быть со встроенными холодильными агрегатами и без них. В последнем случае танк работает вместе с холодильной установкой.

Танки-термосы имеют только термоизоляцию, обеспечиваю­щую хранение в них охлажденного молока. Для получения искус­ственного холода на фермах применяют специальные холодиль­ные установки типа МХУ.

Установка МХУ-8 (рис. 24.13) состоит из компрессора с элект­родвигателем, конденсатора СКВ-60 с осевым вентилятором, ре­сивера, фильтра-осушителя ОФФ-10М, теплообменника ТФ-4-25, испарителя ИПП-12 и приборов автоматики. В качестве хлад­агента используется фреон-12.

любого типа, где она поглощает теплоту молока, нагревается и возвращается к ис­парителю. При охлаждении воды фреон кипит, испаряется и его пары засасываются компрессором. Сжатые в компрессоре пары фреона (их температура повышается до 7О...8О°С) подаются в конденсатор, где за счет воздуха, охлаждающего конденсатор, превращаются в жидкость. Жидкий фреон проходит ресивер 3, фильтр-осушитель 5 и теплообменник 4 (медный змеевик). На­встречу жидкому фреону в трубках змеевика подается холодный пар фреона из испарителя 8. Благодаря такому противотоку фре­он дополнительно охлаждается, а пар нагревается. Из теплооб­менника жидкий фреон поступает к терморегулирующему венти­лю 7, где происходит его дросселирование, давление резко сни­жается, и фреон испаряется. Вентиль установлен таким образом, что непосредственное испарение фреона происходит в испарите­ле, затем цикл повторяется. Следовательно, фреон в холодиль­ной установке совершает движение по замкнутой системе, по­глощая теплоту воды или рассола и отдавая ее воздуху, который обдувает конденсатор.

Пастеризация молока — тепловая обработка молока до 63...95 "С с целью обеззараживания. При этом погибают бруцел­лезные, туберкулезные и другие болезнетворные бактерии.

Применяют три режима пастеризации молока:

1) длительная пастеризация, при которой молоко нагревают до 63 °С, выдерживают при этой температуре 30 мин, а затем ох­лаждают;

2) кратковременная, когда его нагревают до 76...85 °С и выдер­живают 15...20 мин;

3) мгновенная, при которой молоко, протекающее тонким слоем, нагревают за несколько секунд до 87...95 "С и немедленно охлаждают.

Для длительной пастеризации используют ванны ВДП-300, ВДП-600, ВДП-1000 вместимостью соответственно 300, 600, 1000 л со средним расходом пара 690...700 кг/ч.

Для кратковременной пастеризации применяют пастеризатор П-12 (рис. 24.14). Основные части его: ванна с паровой рубаш­кой, корпус с основанием, вытеснительный барабан, молокопри-емник с поплавком, системы подачи пара и отвода конденсата, контрольные приборы. Ванна 12, изготовленная из нержавею­щей кислотостойкой стали, имеет коническую форму, а барабан 10—форму усеченного конуса с закругленной нижней частью. Снаружи в верхней части к барабану приварены шесть лопастей 6 для нагнетания молока в выходной патрубок 18. Для интенсив­ного перемешивания пастеризуемого молока к наружной поверх­ности барабана прикреплены спирально расположенные высту­пы. Паровая цилиндрической формы рубашка 11 имеет два пат­рубка: нижний — для подачи пара по проводу, верхний — для присоединения парового предохранительного клапана. Количе­ства выхода пастеризованного молока и возврата недостаточно прогретого на повторную пастеризацию регулируют трехходовым краном.

Молоко, поступающее из молокоприемника 4, заполняет щель между ванной и барабаном. При вращении барабана оно поднимается по кольцевой щели в верхнюю часть ванны, откуда под напором, создаваемым вращающимися лопастями барабана, выталкивается в выходной патрубок 18. За это время оно нагре­вается до температуры пастеризации за счет теплоотдачи стенок ванны и барабана, обогреваемых паром, поступающим в паровую рубашку и внутрь барабана. Производительность П-12 при на­греве молока от 5 до 85 °С составляет 1800 л/ч, а от 40 до 85 °С — 2500 л/ч. При этом рабочее давление пара 0,03 МПа, а частота вращения барабана 350 мин"¹. Масса пастеризатора 195 кг.