Процессы первичной обработки молока

 

Процессы  первичной обработки  и переработки  молока и  молочных продуктов.

  Тепловую  обработку молока проводят при  разной температуре на различном  оборудовании.

  При охлаждении  молочного сырья замедляется  жизнедеятельность микроорганизмов,  вызывающих порчу, и увеличивается срок хранения молока в свежем виде.

  Нагревание  молока интенсифицирует многие  технологические операции.

  Пастеризация  молока и молочных продуктов  служит для подавления жизнедеятельности  микроорганизмов, находящихся в  вегетативной форме.

  Стерилизация  молока и молочных продуктов  обеспечивает уничтожение не  только вегетативных, но и споровых  форм микроорганизмов, что позволяет  значительно увеличить срок хранения  готовых изделий.

  Среди аппаратов  для охлаждения молока наибольшее  распространение получили охладители открытого и закрытого типов.

  Охладители открытого типа применяют для охлаждения небольшого количества молока и делят на оросительные и емкостные.

  Открытый оросительный охладитель представляет собой вертикальную стенку из горизонтальных труб, размещенных одна над другой. Внутри труб циркулирует вода или рассол. Охлаждаемое молоко стекает на поверхность труб из распределительного желоба и собирается в сборнике. Для уменьшения габаритных размеров охладительных установок их изготовляют в виде параллельных секций. В этом случае желоб распределяет молоко на каждую секцию.

В некоторых  оросительных охладителях в качестве хладоносителя применяют аммиак или фреон.

Охладительные секреции в этом случае изготовляют  из нержавеющей стали.

 Емкостные охладители являются универсальным оборудованием и служат для сбора, охлаждения и хранения молока. Широкое применение они  
 

получили на фермах, а также на молокоперерабатывающих предприятиях малой и средней  мощности.

Молоко в емкостях охлаждается двумя способами: непосредственно кипящим хладагентом и посредством промежуточного хладогеносителя. Следует отметить, что в расчете на 1 л охлажденного молока в первом случае затрачивается почти в 3 раза меньше электроэнергии, чем во втором.

Емкости с непосредственным охлаждением молока состоит из ванны, в нижней части которой находится щелевой испаритель, мешалки с приводом, откидных крышек и фреоновых трубопроводов. Пространство между ванной и корпусом емкости заполнено пенополиуретановой термоизоляцией, плотно прилегающей к стенке емкости. Корпус емкости изготовлен из неметаллического материала. Откидные крышки и небольшая высота емкости обеспечивают удобство ручной мойки.

Емкости с промежуточным  хладоносителем могут иметь змеевиковую, оросительную или рубашечную систему охлаждения. Первые две применяют в емкостях специального назначения при выработке каких-либо молочных продуктов.

Емкости с рубашечной системой охлаждения типа РПО вместимостью 1600 и 2500 л получили наибольшее распространение.

     Принцип их работы заключается в подаче охлажденной с помощью холодильной установки воды в рубашку емкости при одновременном перемешивании молока мешалкой лопастного типа.

     Закрытые  охладители бывают двух типов: трубчатые  и пластинчатые.

     Охладитель  трубчатого типа (рис. 3.2, а) состоит из двойных труб, вставленных одна в другую и помещенных в общий теплоизолированный кожух. Охлаждаемое молоко движется по центральной трубе, а хладоноситель — противотоком по кольцевому зазору. Охладители  
 

     трубчатого  типа могут иметь две секции: охлаждения холодной водой и рассолом.

     Охладитель  пластинчатого типа (рис. 3.2, 6) представляет собой теплообменный аппарат, рабочая поверхность которого выполнена из отдельных параллельно сомкнутых пластин. Он состоит из главной стойки с верхней и нижней горизонтальными штангами, нажимной плиты и гайки. На верхней штанге подвешивают теплообменные рабочие пластины с рифленой поверхностью. Между ними благодаря резиновым прокладкам образуются каналы, по которым протекают охлаждаемый продукт и хладоноситель. Все пластины уплотняются нажимными плитой и гайками. Основными параметрами, характеризующими пластинчатый охладитель, являются тип и число теплообменных пластин. Размеры, форма и профили их поверхностей разнообразны.

     Охладители  производительностью до 1000 л/ч оснащены пластинами с площадью поверхности 0,043 м², охладители производи- 

       

     Рис. 3.2. Закрытые охладители:

     о — схема охладителя трубчатого типа: 1 — патрубок для Выхода охлаждаемого продукта; 2, 7— патрубки для входа и выхода хладоносителя; 3 — наружные трубки; 4— калачи; 5— внутренние трубки; в—кольцевой канал; Л—патрубок дли входа охлаждаемого продукта; б— охладительностью 3000...5000 л/ч имеют теплообменные пластины пло- 
 

     щадью 0,145 и 0,2 и². В зависимости от производительности охладителя и числа секций в нем (одна или две) в аппарате может быть от 28 до 88 пластин и больше.

     Для аппаратов молочной промышленности и сельского хозяйства выпускают теплообменные пластины ленточно-поточного и сетчато-поточного типов.

     Пластины  первого типа характеризуются тем, что создаваемый поток жидкости между ними подобен волнистой гофрированной ленте. При использовании пластин второго типа поток жидкости разветвляется на смыкающиеся и расходящиеся потоки. Это связано с огибанием жидкостью опорных точек, образуемых взаимным пересечением наклонных гофр и расположенных по ширине подобно сетке. Пластины второго типа имеют более высокое сопротивление проталкивания теплообменивающихся сред, однако обладают лучшими теплотехническими показателями, чем ленточно-поточные. В большинстве пластинчатых охладителей зарубежного производства применяют только пластины сетчато-поточного типа, причем с еще более сложной конфигурацией сетки.

     Для нагрева молока перед сепарированием служат пластинчатые и трубчатые нагреватели производительностью 5000, 10 000 и 25 000 л/ч. В процессе приготовления некоторых молочных продуктов молоко нагревают в емкостных теплообменных аппаратах различного назначения.

     В связи с тем что разность начальной  и конечной температур обрабатываемого продукта сравнительно невелика (25...45 °С), общая поверхность теплопередачи пластинчатых нагревателей молока обычно в 1,5...2 раза меньше, чем у пастеризационных установок с такой же производительностью. Достигается это в основном уменьшением числа пластин в аппарате.Трубчатый подогреватель молока выполнен на базе унифицированного теплообменного цилиндра, применяемого в пастериза 

ционных установках аналогичного типа. Он состоит  из одноцилиндрового теплообменного аппарата, узла отвода конденсата, парового вентиля, насоса для подачи молока и измерительных приборов. В процессе нагрева молоко насосом подается в цилиндр и последовательно проходит по 24 трубкам длиной 1,2 м каждая с внутренним диаметром 27 мм. В межтрубное пространство цилиндра подается пар.

АППАРАТЫ ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

  Установки для стерилизации трубчатого и пластинчатого  типов имеют много общего с  оборудованием аналогичного типа, применяемого для пастеризации молока. Основные их отличия заключаются в конструкции теплообменного аппарата, наличии гомогенизатора и температурном режиме. Например, в автоматизированной установке для стерилизации молока А1- ОПЖ пластинчатый теплообменный аппарат состоит из семи секций: трех секций регенерации, секций пастеризации и стерилизации двух секций охлаждения.

   До выхода молока из выдерживателя  работа этой установки соответствует работе пастериззционно-охладительной установки.

  В стерилизационной установке продукт  после выдерживателя поступает в двухступенчатый гомогенизатор, где при температуре 83...85 "С, проходя через третью секцию регенерации, поступает в секцию стерилизации. При входе в секцию стерилизации продукт уже имеет температуру 120... 123 °С, а на выходе — 135 "С. Достигается это подачей в секцию стерилизации пара, нагретого до 145 "С. Далее стерилизованное молоко последовательно перемещается через три секции регенерации и две охлаждения.

  Применение  трубчатых и пластинчатых теплообменных  аппаратов при стерилизации молока оправдано в основном тем, что при косвенном нагреве продукта значительно снижается расход энергии (в основном за счет регенерации теплоты). Между тем в таких аппаратах  

  продолжительность термообработки довольно велика, так как в них невозможно быстро охладить продукт. С другой стороны, молоко и молочные продукты более чувствительны к продолжительности обработки, чем к температурному режиму последней. Поэтому в настоящее время считается целесообразным совершенствование технологического оборудования для стерилизации молока, работающего как по принципу косвенного нагрева, так и в режиме прямой термообработки.

  На  рис. 3.8 показан один из вариантов  пароконтактного нагрева молока, реализованный в стерилизационной установке фирмы «Альфа~Лаваль» (Швеция),

  Предназначенный для нагревания продукт через патрубок подается в кольцевой канал нагревателя и направляется в камеру. Сюда же через патрубок и канал поступает очищенный острый пар. Он смешивается с молоком, конденсируется в нем и таким образом нагревает продукт до 135... 140 °С.

  В более совершенной конструкции стерилизатора молоко с помощью специального тефлонового диска разделяется на множество мелких потоков, которые в течение 1,5...2 с нагреваются паром до 125°С. Прямой нагрев продукта в сочетании с косвенным

 может быть осуществлен и в пластинчатом аппарате. Для этого в теплообменных пластинах имеется определенное число отверстий диаметром 0,8...1,2 мм. При подаче вместо теплоносителя пара 

Рис. 3.8. Пароконтактный нагреватель  молока:

/ — нижняя часть корпуса; 2— отверстие для молока; 3 — уплошительное кольцо; 4— кольцевой канал для молока; 5— верхняя часть корпуса; 6— патрубок для входа молока; 7— центральный стержень; 8—  

регулировочная  гайка; 9— патрубок для входа пара; 10— канал для пэра; // — смесительная камера.

давлением, превышающим давление продукта на 0,05...0,1 МПа, получают комбинированный нагрев молока.

  Молочные  консервы — сгущенные молоко и  сливки с сахаром, сгушенное стерилизованное молоко и т. д. фасуют главным образом в жестяные банки № 7 (вместимостью 325 мл и загрузкой сгущенного молока 400 г). Реже применяют банки № 14 (вместимостью 3030 мл и загрузкой сгущенного молока 3,8...3,9 кг). Тепловая обработка таких консервов проводится без противодавления.

  Стерилизация  консервов как с противодавлением, так и без него может осуществляться в специальных автоклавах периодического действия, а также в установках непрерывного действия — гидростатических стерилизаторах.

  Автоклавы могут быть вертикальные для стерилизации консервов в жестяной и стеклянной таре паром или в воде и горизонтальные — для стерилизации консервов в жестяной таре паром. В зависимости от состояния стерилизуемого продукта различают обыкновенные и ротационные автоклавы. В последних продукт в процессе стерилизации непрерывно перемещается во вращающемся барабане, что значительно улучшает теплообмен, а следовательно, и эффективность всей операции.

  В отличие от автоклавов гидростатические стерилизаторы имеют законченный цикл тепловой обработки продукта, при котором он не только нагревается, но и охлаждается. Производительность таких аппаратов значительно увеличивается за счет совмещения в них всех операций обработки консервов —предварительного нагрева, стерилизации, предварительного и окончательного охлаждения.

        Сепаратор открытого типа для  производства творога состоит из станины, приводного механизма, барабана и приемноотводящего  

  устройства. Литая станина является основной, на которой монтируются все узлы сепаратора.

        Основной рабочий  орган сепаратора- барабан. Внутри его  основания установлен тарелкодержатель с насаженным на него пакетом тарелок. Тарелкодержатель и тарелки в нижней части имеют отверстия. Сверху тарелки закрываются крышкой, которая, в свою очередь, крепится затяжным кольцом.

  Корпус  барабана имеет внутри поверхности  в виде двух усеченных конусов, составленных основаниями. По линии сопряжения конусных поверхностей, т.е. на наиболее удаленном от оси вращения барабана расстояния, устанавливают в гнездах барабана корпуса для сопел. Они равномерно расположены по окружности. В корпус ввинчены держатели с соплами, оси сопел направлены под углом 20 градусов. К касательной окружности барабана в сторону, противоположную его вращению. Такое расположение снижает вероятность их забивания, а использование реакций струй, выходящих из сопел, позволяет уменьшить мощность привода сепаратора.