Сепаратор для молока что такое: виды, особенности, цены, примеры из нашего ассортимента

Как работает сепаратор для молочных сливок?

Сепаратор молочных сливок, как следует из названия, представляет собой устройство, используемое для «отделения» сливок от цельного молока, разделяя цельное молоко на обезжиренное молоко и сливки.

Сливки и обезжиренное молоко имеют разную плотность, поэтому под действием силы тяжести они имеют тенденцию разделяться.

Простой тест может это доказать! Просто оставьте коровье молоко на 24 часа при комнатной температуре, и вы увидите, как наверху соберутся сливки.

Использование центробежной силы в сепараторе сливок улучшает сепарацию молока. Одна центробежная установка для сепарации молока содержит конические диски, вращающиеся в чаше или барабане со скоростью от 6000 до 10000 оборотов в минуту, в зависимости от конструкции и принципа действия сепарации.

На цельное молоко, движущееся через конические диски, воздействует центробежная сила, в тысячи раз превышающая нормальную гравитационную силу. Жировые шарики, представляющие собой более легкую часть молока, перемещаются к центру барабана, в то время как более тяжелое обезжиренное молоко перемещается к внешним сторонам, отделяясь от жирового компонента. Это процесс снятия сливок.

Важные характеристики сепаратора молочного жира, которые необходимо учитывать

• Эффективность:

  Качественный центробежный сепаратор сливок предназначен для удаления обезжиренного молока до 0,05% жира в обезжиренном молоке.

• Способность:

  Производительность сепаратора молочных сливок — это количество молока, которое он готов пропустить за один час при достижении требуемой эффективности обезжиривания.

• Блок питания:

  Эти сепараторы молочных сливок в основном приводятся в действие электродвигателем. Однако некоторые модели ферм небольшой емкости, которые были доступны в прошлом, управлялись вручную. или управляется вручную.

Особые факторы, влияющие на отделение молока

• Температура молока:

  Оптимальная температура, необходимая для сепарации молока, составляет около 45°C.

• Несколько объемов молочного жира:

  Большее количество молочного жира означает большее количество сливок после сепарации.

• Цена молока:

  Малой и средней емкости являются сепараторы, задерживающие твердые частицы (грязь, посторонние частицы), в отличие от самоочищающихся сепараторов непрерывной работы большей емкости. производство останавливается, чтобы чаша сепаратора вместе со стопками дисков промывалась для удаления грязи, инородных частиц, земли, слизи и других посторонних веществ, скопившихся в чаше, которая была удалена из молока и осветлена. Точное время, необходимое для непрерывного сепарирования, зависит от исходного качества сепарируемого молока и того, как с ним обращались на уровне фермы.

• Рекомендация Neologic:

  Как производители оборудования для молочных заводов, для линий малой и средней производительности, оснащенных барабанными сепараторами твердых частиц, мы рекомендуем использовать два сепаратора, если требуется непрерывная бесперебойная работа. Тогда можно обеспечить непрерывную обработку молока и его центрифугирование без перерыва. Второй сепаратор может начать работать, когда вы очистите первый.

Типы процесса сепарации молока

• Органическое или пастеризованное:

  Процесс получения сливок из сырого молока не отличается от процесса пастеризации. Однако в органическом натуральном молоке жир не удаляется, так как молоко следует употреблять в натуральном виде.

• Корова против Козы:

  Козье молоко имеет более легкую микроструктуру из-за жировых шариков. Так, нормальное отделение сливок, хранящихся в сосуде, от козьего молока занимает больше времени, чем отделение сливок от коровьего молока. Но при использовании центрифуги с дисковой чашей все виды молока хорошо отделяются.

Итак, если вы управляете молочным заводом, который планирует регулярно сепарировать или нормализовать молоко, центробежный сепаратор — это именно то, что вам нужно.

Ознакомьтесь с ассортиментом сепараторов сливок Альфа Лаваль производства Neologic, чтобы найти высококачественные и проверенные временем устройства, идеально подходящие для ваших целей.

Центробежные сепараторы и нормализация молока

Центробежные сепараторы

Zoom

Рис. 6.2.1

Густав де Лаваль, изобретатель первого центробежного сепаратора непрерывного действия.

Некоторые исторические данные

Недавно изобретенный прибор для отделения сливок от молока был описан в немецком торговом журнале «Milch-Zeitung» от 18 апреля 1877 г. Это был «барабан, который вращается и который после поворота на некоторое время оставляет сливки плавающими на поверхности, чтобы их можно было снять обычным способом».
Прочитав эту статью, молодой шведский инженер Густав де Лаваль сказал: «Я покажу, что центробежная сила будет действовать в Швеции так же, как и в Германии». Ежедневная газета «Стокгольмс Дагблад» от 15 января 1879 г.сообщил: «Центробежный сепаратор для удаления сливок демонстрируется здесь со вчерашнего дня и будет демонстрироваться каждый день с 11 до 12 часов на первом этаже дома номер 41, Регерингсгатан. Машину можно уподобить барабану, который приводится в движение ремнем и шкивом. Сливки, которые легче молока, прижимаются центробежной силой к поверхности молока и стекают в канал, из которого они поступают в сборный сосуд. Под ним молоко вытесняется на периферию барабана и собирается в другом канале, откуда направляется в отдельный сборный сосуд».
С 1890 г. сепараторы Густава де Лаваля оснащались коническими дисками особой конструкции, патент на которые был выдан в 1888 г. немецкому фрейхерру фон Бехтольсхайму и был приобретен в 1889 г. шведской компанией AB Separator, из которой Густав де Лаваль был совладельцем.
В настоящее время большинство моделей аналогичных машин оснащены пакетами конических дисков.

Зум

Рис. 6.2.2

Один из самых первых сепараторов Alfa A 1, выпускавшийся с 1882 года.

Осаждение под действием силы тяжести

Zoom

Рис. 6.2.3

Песок и нефть тонут и всплывают соответственно после смешивания с водой.

Исторически сложилось так, что центробежный сепаратор является недавним изобретением. Еще сто лет назад методом, используемым для отделения одного вещества от другого, был естественный процесс осаждения под действием силы тяжести.
Осаждение происходит постоянно. Частицы глины, движущиеся в лужах, вскоре осядут, и вода станет прозрачной. То же самое делают облака песка, поднятые волнами или ногами купающихся. Нефть, уходящая в море, легче воды, поднимается вверх и образует нефтяные пятна на поверхности.
Осаждение под действием силы тяжести также было первоначальным методом, используемым в молочном животноводстве для отделения жира от молока. Свежее коровье молоко оставляли в сосуде. Через некоторое время шарики жира агрегировались и всплывали на поверхность, где образовывали слой сливок поверх молока. Затем его можно было снять вручную.

Требования к осаждению

Обрабатываемая жидкость должна быть дисперсией; смесь двух или более фаз, одна из которых является непрерывной. В молоке непрерывной фазой является молочная сыворотка или обезжиренное молоко. Жир диспергирован в обезжиренном молоке в виде глобул разного диаметра до 15 мкм. Молоко также содержит третью фазу, состоящую из дисперсных твердых частиц, таких как клетки вымени, измельченная солома, волосы и т. д.
Разделяемые фазы не должны растворяться друг в друге. Вещества в растворе нельзя разделить с помощью седиментации.
Растворенную лактозу нельзя отделить центрифугированием. Однако его можно кристаллизовать. Затем кристаллы лактозы можно отделить осаждением.
Разделяемые фазы также должны иметь разную плотность. Молочные фазы удовлетворяют этому требованию; твердые примеси имеют более высокую плотность, чем обезжиренное молоко, а жировые шарики имеют меньшую плотность.

Как работает осаждение?

Если камень бросить в воду, мы удивимся, если он не утонет. Точно так же мы ожидаем, что пробка всплывет. Мы знаем по опыту, что камень тяжелее, а пробка легче воды.
Но что произойдет, если мы бросим камень в ртуть, жидкий металл с очень высокой плотностью? Или если мы бросим кусок железа в ртуть? У нас нет опыта, чтобы предсказать результат. Можно ожидать, что кусок железа утонет. На самом деле и камень, и кусок железа будут плавать.

Вещества в растворе нельзя разделить седиментацией.

Плотность

Масштаб

Рис. 6.2.4

Пробка легче воды и не тонет. Камень тяжелее воды и тонет.

Каждое вещество имеет физическое свойство, называемое плотностью. Плотность является мерой того, насколько тяжелым является вещество, и может быть выражена как кг/м ³ . Если мы взвесим кубический метр железа, то обнаружим, что весы показывают 7 860 кг. Плотность железа 7 860 кг/м ³ . Плотность воды при комнатной температуре 1 000 кг/м ³ , а плотности камня (гранита), пробки и ртути при комнатной температуре 2 700 кг/м ³ , 180 кг/м ³ и 13 550 кг/м ³ соответственно.
Когда объект брошен в жидкость, плотность объекта по сравнению с плотностью жидкости определяет, всплывет он или утонет. Если плотность объекта выше плотности жидкости, то он утонет, а если плотность ниже, то всплывет.
Плотность обычно обозначают греческой буквой ρ. Имея плотность частицы ρp и плотность жидкости ρ _l , можно составить выражение (ρ _p – ρ), т.е. разность плотностей между частицей и жидкостью. Если бросить камень в воду, то разница в плотности будет (2 700 – 1 000) = 1 700 кг/м ³ . Результат — положительное число, так как плотность камня выше плотности воды; камень тонет!
Выражение для пробки в воде: (180 – 1 000) = – 820 кг/м ³ . На этот раз результат отрицательный. Из-за низкой плотности пробки она всплывет, если ее уронить в воду; он будет двигаться против направления силы тяжести.

Зум

Рис. 6.2.5

Железо, камень и пробка имеют меньшую плотность, чем ртуть, и поэтому плавают.

Скорость осаждения и флотации

Твердая частица или капля жидкости, движущиеся через вязкую текучую среду под действием силы тяжести, в конечном итоге приобретают постоянную скорость. Это называется скорость осаждения . Если плотность частицы ниже плотности жидкой среды, частица будет плавать со скоростью флотации. Эти скорости обозначаются v _g (g = сила тяжести). Величина скорости осаждения/флотации определяется следующими физическими величинами:

• Диаметр частиц d м
• Плотность частиц ρ _p кг/м ³  
• Плотность сплошной фазы ρ _l ³  
• Вязкость сплошной фазы η кг/м с
• Гравитационное притяжение земли g = 9,81 м/с или капля может быть рассчитана с помощью следующей формулы, которая получена из закона Стокса :

  Zoom

  Формула 6.2.1

  
  Приведенная выше формула (уравнение 1) показывает, что скорость осаждения/всплытия частицы или капли:

  • Увеличивается пропорционально квадрату диаметра частиц; это означает, что частица d = 2 см будет оседать/подниматься в четыре раза быстрее (2 ² = 4), чем частица d = 1 см.
  • Увеличивается с увеличением перепада плотности между фазами.
  • Увеличивается с уменьшением вязкости непрерывной фазы.

  Скорость флотации шарика жира

  Со свежим молоком в сосуде шарики жира начнут двигаться вверх, к поверхности. Скорость флотации можно рассчитать по приведенной выше формуле. Следующие средние значения действительны при температуре окружающей среды около 35 °C:

  d = 3 мкм = 3 x 10 ^–6 м
  (ρ _p – ρ _l ) = (980 – 1 028) = – 48 кг/м ³
  h = 1,4 сантипуза ) = 1,42 x 10 ^–3 кг/м, с

  Подставляя эти значения в формулу:

  Масштаб

  Формула 6.2.2

  Как указано выше, жировые шарики поднимаются очень медленно. Капля жира диаметром 3 мкм движется вверх со скоростью флотации 0,6 мм/ч. Скорость шарика жира в два раза больше будет равна 2 ² х 0,6 = 2,4 мм/ч. В действительности жировые шарики объединяются в более крупные агрегаты, поэтому флотация происходит гораздо быстрее.
  На рис. 6.2.6 схематически показано, как шарики жира разного диаметра перемещаются в молочной сыворотке под действием силы тяжести. В нулевое время шарики жира находятся на дне сосуда. Через t минут произошло некоторое осаждение, а через 3 t минут самая крупная жировая капля вышла на поверхность. К этому времени глобула среднего размера поднялась до точки на полпути к поверхности, но самая маленькая глобула преодолела лишь четверть расстояния. Капля среднего размера достигнет поверхности за 6 t минут, а самой маленькой глобуле потребуется 12 t минут, чтобы добраться туда.

  Масштаб

  Рис. 6.2.6

  Скорость флотации жировых шариков различного диаметра.

  Порционное разделение самотеком

  В сосуде А на рисунке 6.2.7, содержащем дисперсию, в которой дисперсная фаза состоит из твердых частиц с одинаковым диаметром d и плотностью выше, чем у жидкости, суспензию необходимо оставить достаточно долго, чтобы частицы, стартовавшие с поверхности, достигли дна. Расстояние седиментации в этом случае составляет h ₁ м.
  Время до полного разделения можно сократить, если уменьшить расстояние седиментации. Высота сосуда (В) была уменьшена, а площадь увеличена, так что объем остался прежним. Расстояние седиментации (h ₂ ) сокращается до 1/5 от h2, и поэтому время, необходимое для полного разделения, также сокращается до 1/5. Однако чем больше уменьшается расстояние и время осаждения, тем больше площадь сосуда.

  Зум

  Рис. 6.2.7

  Сосуды для седиментации одинакового объема, но с разным расстоянием седиментации (h ₁ и h ₂ ; h ₁ > h ₂ ).

  Непрерывное отделение под действием силы тяжести

  На рис. 6.2.8 показан простой сосуд, который можно использовать для непрерывного отделения от жидкости частиц неоднородного диаметра. Жидкость, содержащая взвешенные частицы, вводится с одного конца сосуда и течет к перепускному отверстию на другом конце с определенной производительностью. По пути частицы оседают с разной скоростью из-за разного диаметра.

  Перегородки увеличивают вместимость

  Вместимость отстойника можно увеличить, если увеличить общую площадь, но это делает его большим и громоздким. Вместо этого можно увеличить площадь, доступную для разделения, вставив в сосуд горизонтальные перегородки, как показано на рис. 6.2.9.
  В настоящее время существует ряд «сепарационных каналов», в которых осаждение частиц может происходить с той же скоростью, что и в сосуде на рис. 6.2.8. Суммарная вместимость сосуда умножается на количество разделительных каналов. Общая доступная площадь ( т. е. общее количество площадей перегородки) для сепарации, умноженное на количество сепарационных каналов, определяет максимальную производительность, которая может протекать через сосуд без потери эффективности, т. е. . не позволяя частицам крупнее указанного предельного размера выйти вместе с осветленной жидкостью.
  При непрерывном разделении суспензии в сосуде с горизонтальными перегородками разделительные каналы в конечном итоге будут заблокированы скоплением осевших частиц. Тогда разделение прекратится.
  Если вместо этого сосуд имеет наклонные перегородки, как на рис. 6.2.10, частицы, которые оседают на перегородках под действием силы тяжести, будут скользить вниз по перегородкам и собираться на дне сосуда.
  Почему частицы, осевшие на перегородках, не увлекаются жидкостью, текущей вверх между перегородками? Пояснение дано на рис. 6.2.11, на котором показан разрез части разделительного канала. Когда жидкость проходит между перегородками, пограничный слой жидкости, ближайший к перегородкам, тормозится трением, так что скорость падает до нуля.
  Этот стационарный пограничный слой оказывает тормозящее действие на следующий слой и так далее по направлению к центру канала, где скорость наибольшая. Получен профиль скорости, показанный на рисунке – течение в канале ламинарное. Следовательно, осевшие частицы в стационарной граничной зоне подвергаются только силе тяжести.
  Площадь проекции используется при расчете максимального потока через сосуд с наклонными перегородками.
  Для того, чтобы полностью использовать емкость сепаратора, необходимо установить максимальную площадь поверхности для осаждения частиц. Расстояние осаждения не влияет напрямую на производительность, но необходимо поддерживать определенную минимальную ширину канала, чтобы избежать закупорки каналов осаждающимися частицами.

  Зум

  Рис. 6.2.8

  Сосуд для непрерывного отделения твердых веществ от жидкости.

  Зум

  Рис. 6.2.9

  Горизонтальные перегородки в разделительном сосуде повышают эффективность осаждения.

  Зум

  Рис. 6.2.10

  Наклонные перегородки внутри сосуда для осаждения создают ламинарный поток и позволяют частицам скользить вниз.

  Зум

  Рис. 6.2.11

  Скорости частиц в различных точках разделительного канала. Длина стрелки соответствует скорости частицы.

  Непрерывное разделение твердой фазы и двух жидких фаз

  Устройство, подобное изображенному на рис. 6.2.12, может быть использовано для разделения двух смешанных жидкостей друг от друга под действием силы тяжести, а также для разделения взвешенных твердых частиц из смеси одновременно.
  Дисперсия проходит вниз от впускного отверстия через отверстие B. Затем пограничный слой течет горизонтально на уровне B. С этого уровня твердые частицы (имеющие более высокую плотность, чем обе жидкости) оседают на дно сосуда. Менее плотная из двух жидких фаз поднимается к поверхности и стекает через перепускное отверстие B ₁ . Более плотная жидкая фаза движется вниз и проходит под перегородкой B ₂ из нижнего выпускного отверстия. Перегородка B ₂ предотвращает движение жидкости для зажигалок в неправильном направлении.

  Зум

  Рис. 6.2.12

  Сосуд для непрерывного разделения двух смешанных жидких фаз и одновременного осаждения твердых фаз.

  • Б Вход
  • B ₁ Перепускной патрубок для легкой жидкости
  • Б ₂ Перегородка, препятствующая выходу более легкой жидкости через выпускное отверстие для более тяжелой жидкости

  Разделение под действием центробежной силы

  Скорость осаждения

  Поле центробежной силы создается, если сосуд наполнить жидкостью и вращать, как показано на рис. 6.2.13. Это создает центробежное ускорение, a. Центробежное ускорение не является постоянным, как сила тяжести g в неподвижном сосуде. Центробежное ускорение увеличивается с удалением от оси вращения (радиус, r) и скоростью вращения, выраженной через угловую скорость ω, (рис. 6.2.14).

  Ускорение можно рассчитать по формуле 2).

  Зум

  Формула 6. 2.3

  Следующая формула 3) получается, если центробежное ускорение a , выраженное как rω ² , заменить ускорением свободного падения g в вышеупомянутом уравнении закона Стокса 1.
  Уравнение 3) можно использовать для расчета скорости осаждения, v , каждой частицы в центрифуге.

  Зум

  Формула 6.2.4

  Зум

  Рис. 6.2.13

  Центробежная сила создается во вращающемся сосуде.

  Скорость флотации жировых шариков

  Уравнение 1) использовалось ранее, и было обнаружено, что скорость флотации одиночных жировых шариков диаметром 3 мкм составляет 0,166 x 10 ^–6 м/с или 0,6 мм/ч при влияние гравитации.
  Уравнение 3) теперь можно использовать для расчета скорости флотации шарика жира того же диаметра в радиальном положении 0,2 м в центрифуге, вращающейся со скоростью n = 5 400 об/мин.
  Угловая скорость может быть рассчитана как

  Масштаб

  Формула 6.2.5

  дает 2π = один оборот и
  n = обороты в минуту (об/мин)
  при скорости вращения (n) 5400 об/мин угловая скорость (ω) будет:
  ω = 564,49 рад/с

  Скорость осаждения (v) тогда будет:

  Zoom

  Формула 6.2.6

  т. е. 1,08 мм/с или 3 896,0 мм/ч.

  Деление скорости осаждения в поле центробежной силы на скорость осаждения в поле силы тяжести дает эффективность центробежного разделения по сравнению с осаждением под действием силы тяжести. Скорость осаждения в центрифуге 3 896,0/0,6 ≈ в 6 500 раз быстрее.

  Непрерывное центробежное отделение твердых частиц – осветление

  На рис. 6.2.15 показан барабан центрифуги для непрерывного отделения твердых частиц от жидкости. Эта операция называется разъяснением. Представьте себе отстойник на рис. 6. 2.10, повернутый на 90° и вращающийся вокруг оси вращения. Результатом является разрез центробежного сепаратора.

  Разделительные каналы

  На рис. 6.2.15 также показано, что барабан центрифуги имеет дефлекторные вставки в виде конических дисков. Это увеличивает площадь, доступную для седиментации. Диски опираются друг на друга и образуют блок, известный как стопка дисков. Радиальные полосы, называемые уплотнителями, привариваются к дискам и удерживают их на правильном расстоянии друг от друга. Это формирует разделительные каналы. Толщина герметиков определяет ширину.
  На рис. 6.2.16 показано, как жидкость входит в канал по внешней кромке (радиус r ₁ ), выходит по внутренней кромке (радиус r ₂ ) и продолжается до выхода. При прохождении через канал частицы оседают наружу по направлению к диску, образующему верхнюю границу канала.
  Скорость жидкости w не одинакова во всех частях канала. Оно меняется от почти нуля, ближе всего к дискам, до максимального значения в центре канала. На все частицы действует центробежная сила, вынуждающая их двигаться к периферии сепаратора со скоростью седиментации v. Следовательно, частица движется одновременно со скоростью w вместе с жидкостью и со скоростью седиментации v радиально к периферии.
  Результирующая скорость, v _p , является суммой этих двух движений. Частица движется в направлении, указанном векторной стрелкой v _p . Для простоты предполагается, что частица движется прямолинейно, как показано на рисунке пунктирной линией.
  Чтобы отделиться, частица должна осесть на верхней пластине до достижения точки B’, т.е. . на радиусе, равном или превышающем r ₂ . После того, как частица осела, скорость жидкости на поверхности диска настолько мала, что частица больше не уносится вместе с жидкостью. Поэтому он скользит наружу вдоль нижней стороны диска под действием центробежной силы, отбрасывается от внешнего края в точке В и осаждается на периферийной стенке барабана центрифуги.

  Зум

  Рис. 6.2.15

  Сосуд с перегородкой можно поворачивать на 90 ° и вращать, создавая чашу центрифуги для непрерывного отделения твердых частиц от жидкости.

  Зум

  Рис. 6.2.16

  Упрощенная схема канала сепарации и движения твердой частицы в жидкости при сепарации.

  Предельная частица

  Предельная частица – это частица такого размера, что если она стартует с наименее благоприятного положения, , т. е. , точка A на рис. 6.2.17, он едва достигнет верхнего диска в точке B’. Все частицы крупнее предельной частицы будут отделены.
  На рисунке показано, что некоторые частицы меньше предельных частиц также будут отделены, если они попадут в канал в точке C где-то между A и B. Чем меньше частица, тем ближе C должна быть к B, чтобы добиться разделения.

  Зум

  Рис. 6.2.17

  Все частицы крупнее предела будут отделены, если они находятся в заштрихованной области.

  Непрерывная центробежная сепарация молока

  Осветление

  В центробежном осветлителе молоко поступает в сепарационные каналы на внешнем краю пакета дисков, течет радиально внутрь через каналы по направлению к оси вращения и выходит через выходное отверстие вверху, как показано на рис. 6.2.18. По пути через стопку дисков твердые примеси отделяются и отбрасываются по нижней стороне дисков к периферии чаши отстойника. Там они собираются в отстойнике. Поскольку молоко проходит по всей радиальной ширине дисков, время прохождения также позволяет отделить очень мелкие частицы. Наиболее типичная разница между центробежным осветлителем и сепаратором заключается в конструкции пакета дисков. Осветлитель не имеет распределительных отверстий или открытых отверстий на периферии. Различается и количество выходов – у осветлителя один, у сепаратора два.

  Осветление = отделение твердых частиц от жидкости.

  Зум

  Рис. 6.2.18

  В чаше центробежного отстойника молоко поступает в стопку дисков по периферии и течет внутрь по каналам.

  Сепарация

  В центробежном сепараторе пакет дисков оснащен вертикально расположенными распределительными отверстиями. На рис. 6.2.19 схематично показано, как шарики жира отделяются от молока в пакете дисков центробежного сепаратора. Более подробная иллюстрация этого явления показана на рис. 6.2.20.
  Молоко подается через вертикально расположенные распределительные отверстия в дисках на определенном расстоянии от края стопки дисков. Под действием центробежной силы осадок и шарики жира в молоке начинают оседать радиально наружу или внутрь в сепарационных каналах в зависимости от их плотности относительно сплошной среды (обезжиренного молока).
  Как и в осветлителе, твердые примеси высокой плотности в молоке будут быстро оседать наружу к периферии сепаратора и собираться в отстойнике. Осаждению твердых частиц способствует то, что обезжиренное молоко в каналах в этом случае перемещается наружу к периферии пакета дисков.
  Сливки, т. е. шарики жира, имеют меньшую плотность , чем обезжиренное молоко, и поэтому перемещаются внутрь каналов по направлению к оси вращения. Сливки продолжают к осевому отверстию.
  Обезжиренное молоко перемещается наружу в пространство за пределами пакета дисков и оттуда через канал между верхней частью пакета дисков и коническим колпаком чаши сепаратора к концентрическому выпускному отверстию для обезжиренного молока.

  Зум

  Рис. 6.2.19

  В барабане центробежного сепаратора молоко поступает в стопку дисков через распределительные отверстия.

  Зум

  Рис. 6.2.20

  Вид в разрезе части пакета дисков, показывающий молоко, поступающее через распределительные отверстия, и отделение жировых шариков от обезжиренного молока.

  Эффективность обезжиривания

  Количество жира, которое можно отделить от молока, зависит от конструкции сепаратора, скорости, с которой молоко проходит через него, и распределения размера шариков жира.
  Мельчайшие шарики жира, в норме < 1 мкм, не успевают подняться при заданной скорости потока, а выносятся из сепаратора вместе с обезжиренным молоком. Остаточное содержание жира в обезжиренном молоке обычно составляет от 0,04 до 0,07 %, а способность машины к обезжириванию составляет 0,04–0,07.
  Скорость потока через разделительные каналы уменьшится, если скорость потока через машину уменьшится. Это дает шарикам жира больше времени, чтобы подняться и выйти через выпускное отверстие для сливок. Таким образом, эффективность обезжиривания сепаратора увеличивается при снижении производительности и наоборот.

  Зум

  Рис. 6.2.21

  Комплект дисков с распределительными отверстиями и уплотнителями.

  Жирность сливок

  Цельное молоко, поступающее в сепаратор, выгружается двумя потоками: обезжиренное молоко и сливки, из которых сливки обычно составляют около 10 % от общего объема. Доля сливок, выбрасываемых в виде сливок, определяет жирность сливок. Если цельное молоко содержит 4 % жира и производительность 20 000 л/ч, общее количество жира, прошедшего через сепаратор, составит

   

  Увеличение

  Формула 6.2.7

  Предположим, что требуются сливки жирностью 40 %. Это количество жира необходимо разбавить определенным количеством обезжиренного молока. Тогда общее количество жидкости, слитой в виде 40 % сливок, составит

   

  Zoom

  Формула 6.2.8

  800 л/ч – чистый жир, а остальные 1 200 л/ч – обезжиренное молоко.
  Установка дросселирующих клапанов на выходе сливок и обезжиренного молока позволяет регулировать относительные объемы двух потоков для получения требуемой жирности сливок.

  Размер жировых шариков меняется в течение лактационного периода коровы, т. е. от отела до сухостойного периода. Крупные глобулы, как правило, преобладают сразу после родов, тогда как количество мелких глобул увеличивается к концу лактационного периода.

  Выброс твердых частиц

  Твердые частицы, которые собираются в отстойнике чаши сепаратора, состоят из соломы и волосков, клеток вымени, белых кровяных телец (лейкоцитов), красных кровяных телец, бактерий и т. д. Общее количество осадка в молоке варьируется но может составлять около 1 кг/10 000 литров. Объем отстойника варьируется в зависимости от размера сепаратора и обычно составляет 10–20 литров.
  В молочных сепараторах с задержкой сухих веществ необходимо вручную демонтировать чашу и очищать отстойник через относительно частые промежутки времени. Это связано с большим количеством ручного труда.
  Чаши сепаратора с самоочисткой или выбросом твердых частиц оборудованы для автоматического выброса скопившегося осадка через заданные промежутки времени. Это исключает необходимость ручной очистки. Система выгрузки твердых частиц описана в конце этой главы в разделе «Система выгрузки».
  Удаление твердых частиц обычно осуществляется с интервалом от 30 до 60 минут во время сепарации молока.

  Масштаб

  Рис. 6.2.22

  Выброс твердых частиц путем короткого открытия пространства для отстаивания на периферии чаши.

  Принципиальная конструкция центробежного сепаратора

  Разрез самоочищающегося сепаратора, рис. 6.2.25 и 6.2.26, показывает, что барабан состоит из двух основных частей: корпуса и колпака. Их скрепляет стопорное кольцо с резьбой. Пакет дисков зажимается между кожухом и распределителем в центре барабана. Современные сепараторы бывают двух типов: полуоткрытые и герметичные.

  Полуоткрытая конструкция

  Центробежные сепараторы с разделительными дисками на выходе (рис. 6.2.23) известны как полуоткрытые (в отличие от старых открытых моделей с переливным выпуском).
  В полуоткрытом сепараторе молоко подается в чашу сепаратора из впускного отверстия, обычно расположенного сверху, через стационарную осевую впускную трубу.
  Когда молоко поступает в ребристый распределитель (4), оно ускоряется до скорости вращения чаши, после чего поступает в сепарационные каналы в пакете дисков (3). Центробежная сила выбрасывает молоко наружу, образуя кольцо с цилиндрической внутренней поверхностью. Это контакт с воздухом при атмосферном давлении, что означает, что давление молока на поверхности также атмосферное. Давление постепенно увеличивается с увеличением расстояния от оси вращения до максимума на периферии чаши.

  Более тяжелые твердые частицы оседают наружу и оседают в отстойнике. Сливки движутся внутрь к оси вращения и по каналам проходят в камеру отделения сливок (2). Обезжиренное молоко покидает стопку дисков по внешнему краю и проходит между верхним диском и кожухом чаши в камеру очистки обезжиренного молока (1).

  Зум

  Рис. 6.2.23

  Полуоткрытый (разделительный диск) самоочищающийся сепаратор.

  1. Камера очистки обезжиренного молока
  2. Камера для сливок
  3. Пакет дисков
  4. Дистрибьютор

  Отборный диск

  В полуоткрытом сепараторе выпускные отверстия для сливок и обезжиренного молока имеют специальные выпускные устройства – разделительные диски, одно из которых показано на рис. 6.2.24. Из-за такой конструкции выпускного отверстия полуоткрытые сепараторы обычно называют – разделительными дисками – сепараторами.
  Края стационарных очищающих дисков погружаются во вращающиеся столбы жидкости, непрерывно отделяя определенное количество. Кинетическая энергия вращающейся жидкости преобразуется в давление в напорном диске, а давление всегда равно перепаду давления в выходной линии.
  Повышение давления на выходе означает, что уровень жидкости в барабане перемещается внутрь. Таким образом, эффекты дросселирования на выходе автоматически противодействуют. Во избежание аэрации продукта важно, чтобы разделочные диски были достаточно покрыты жидкостью.

  Зум

  Рис. 6.2.24

  Выпускное отверстие диска для очистки овощей в верхней части полуоткрытой чаши.

  Герметичная конструкция

  В герметичном сепараторе молоко подается в дежу через шпиндель дежи. Он разгоняется до той же скорости вращения, что и чаша, а затем проходит через распределительные отверстия в пакете дисков.
  Чаша герметичного сепаратора во время работы полностью заполнена молоком. В центре нет воздуха. Таким образом, герметичный сепаратор можно рассматривать как часть замкнутой системы трубопроводов.
  Давление, создаваемое внешним насосом продукта, достаточно для преодоления сопротивления потоку через сепаратор к напорному насосу на выходе сливок и обезжиренного молока. Диаметр рабочих колес насоса может быть спроектирован в соответствии с требованиями к давлению на выходе.

  Зум

  Рис. 6.2.25

  Разрез через чашу с выходами герметического сепаратора

  1. Выпускной насос для сливок
  2. Выпускной насос для обезжиренного молока
  3. Крышка чаши
  4. Пакет дисков
  5. Распределительное отверстие
  6. Стопорное кольцо
  7. Дистрибьютор
  8. Выдвижное дно чаши
  9. Корпус чаши
  10. Шпиндель с полой чашей

  Зум

  Рис. 6.2.26

  Разрез герметичного сепаратора.

  • 11. Каркас капота
  • 12. Осадочный циклон
  • 13. Двигатель
  • 14. Шестерня
  • 15. Операционная система водоснабжения
  • 16. Шпиндель полой чаши

  Контроль содержания жира в сливках

  Дисковый сепаратор

  Объем сливок, выходящих из дискового сепаратора, регулируется дроссельным клапаном на выходе сливок. Все большее количество сливок с постепенно уменьшающимся содержанием жира будет вытекать из выпускного отверстия для сливок, если клапан будет постепенно открываться.
  Следовательно, заданная скорость сброса соответствует заданному содержанию жира в сливках. Если жирность цельного молока составляет 4 %, а требуются сливки 40 % жирности, то расход сливосборника необходимо отрегулировать на 2 000 л/ч (согласно предыдущему расчету). Давление на выходе обезжиренного молока (1) на рис. 6.2.27 устанавливается с помощью регулирующего клапана на определенное значение в зависимости от сепаратора и пропускной способности. Дроссельный клапан (2) на выходе сливок затем регулируют, чтобы обеспечить объем потока, соответствующий требуемой жирности.
  Любому изменению выделения сливок будет соответствовать такое же (и противоположное) изменение выделения обезжиренного молока. На выходе обезжиренного молока установлен автоматический блок постоянного давления, который поддерживает постоянное противодавление на выходе, независимо от изменения расхода сливок.

  Зум

  Рис. 6.2.27

  Дисковый сепаратор с ручным управлением на выходе.

  1. Выход обезжиренного молока с клапаном регулировки давления
  2. Дроссельный клапан для сливок
  3. Расходомер сливок

  Расходомер сливок

  В дисковых сепараторах объем выпускаемых сливок регулируется клапаном сливок (2) со встроенным расходомером (3). Размер отверстия клапана регулируется винтом, а дросселируемый поток проходит через градуированную стеклянную трубку. Поплавок в форме катушки внутри трубки поднимается потоком сливок до положения на градуированной шкале, которое изменяется в зависимости от расхода и вязкости сливок.
  Анализируя жирность поступающего цельного молока и рассчитывая объем потока сливок при требуемой жирности, можно получить грубую настройку расхода и соответствующим образом отрегулировать дросселирующий винт. Точную настройку можно произвести после анализа жирности сливок. Затем оператор узнает показания поплавка, когда содержание жира в сливках правильное.
  На содержание жира в сливках влияют изменения содержания жира в поступающем цельном молоке и колебания потока в линии. Используются другие типы приборов (например, автоматические поточные системы) для измерения содержания жира в сливках в сочетании с системами управления, поддерживающими содержание жира на постоянном уровне.

  Герметичный сепаратор

  Автоматическая установка постоянного давления для герметичного сепаратора показана на рис. 6.2.28. Показанный клапан представляет собой мембранный клапан, требуемое давление продукта регулируется с помощью сжатого воздуха над диафрагмой.
  Во время сепарации на диафрагму воздействует постоянное давление воздуха сверху и давление продукта (обезжиренного молока) снизу. Предустановленное давление воздуха опустит диафрагму, если давление в обезжиренном молоке упадет. Плунжер клапана, закрепленный на диафрагме, затем перемещается вниз и уменьшает проход. Это дросселирование увеличивает давление на выходе обезжиренного молока до заданного значения. При повышении давления обезжиренного молока происходит обратная реакция, и вновь восстанавливается заданное давление.

  Масштаб

  Рис. 6.2.28

  Стакан сепаратора герметичный с автоматическим устройством постоянного давления на выходе обезжиренного молока.

  Различия в работе выпускных отверстий герметического и дискового сепараторов

  На рис. 6.2.29 в упрощенном виде показаны выходы сливок на разделительном диске и герметичном сепараторе. Это также показывает важную разницу между этими двумя машинами. В дисковом сепараторе внешний диаметр диска должен проникать во вращающийся столб жидкости. Расстояние определяется жирностью сливок. Содержание жира самое высокое на внутреннем уровне свободных сливок в сепараторе. Оттуда содержание жира постепенно уменьшается по мере увеличения диаметра.
  Повышенное содержание жира в сливках из сепаратора увеличивает расстояние от внутреннего уровня свободной жидкости сливок до внешней периферии разделительного диска за счет смещения уровня сливок внутрь. Следовательно, содержание жира на внутреннем уровне свободных сливок должно быть значительно выше, если, например, необходимо выгрузить 40 % сливок. Сливки должны быть сверхконцентрированы – до более высокого содержания жира – по сравнению со сливками, выходящим из сепаратора. Это может привести к разрушению жировых шариков в самой внутренней зоне, обращенной к столбу воздуха, в результате повышенного трения. Результатом будет разрушение жировых шариков, вызывающее проблемы с прилипанием и повышенную чувствительность к окислению и гидролизу.
  Сливки из герметического сепаратора удаляются из центра, где наибольшая жирность. Поэтому излишней концентрации не требуется.
  При удалении сливок с высоким содержанием жира разница в производительности выпускного отверстия становится еще более важной. При 72 % жир концентрируется до такой степени, что жировые шарики фактически соприкасаются друг с другом. Из дискового сепаратора невозможно получить сливки с более высоким содержанием жира, так как сливки должны быть значительно переконцентрированы. Необходимое давление не может быть создано в дисковом сепараторе. В герметичном сепараторе можно создавать высокие давления, что позволяет отделять сливки жирностью более 72 % глобулярного жира.

  Масштаб

  Рис. 6.2.29

  Выход сливок разделительного диска и герметичного сепаратора и соответствующие концентрации жира сливок на разных расстояниях.

  1. Воздушная колонна
  2. Внешний уровень крема
  3. Внутренний кремовый уровень
  4. Уровень требуемой жирности сливок

  Система разгрузки

  Производство и CIP

  Во время разделения внутреннее дно чаши – подвижное дно чаши – прижимается вверх к уплотнительному кольцу в крышке чаши за счет гидравлического давления воды под ним. Положение дна выдвижной чаши определяется разницей давления на ее верхнюю часть со стороны продукта и на ее дно со стороны воды.
  Осадок от продукта и растворы CIP собираются в пространстве для осадка на периферии чаши до тех пор, пока не сработает сброс. Для эффективной очистки больших поверхностей в барабане больших центрифуг во время промывки водой в цикле очистки удаляется больший объем осадка и жидкости.

  Выгрузка

  Последовательность выгрузки осадка может запускаться автоматически с помощью предварительно установленного таймера, какого-либо датчика в процессе или вручную с помощью кнопки.
  Детали последовательности сброса осадка различаются в зависимости от типа центрифуги, но в основном для начала дренажа балансовой воды добавляется фиксированный объем воды. Когда вода сливается из пространства под дном выдвижной чаши, она мгновенно падает, и осадок может выйти на периферию чаши. Вода для нового баланса автоматически подается из сервисной системы (модуль рабочей воды), чтобы закрыть чашу. Вода перемещает дно подвижной чаши вверх, чтобы оно плотно прилегало к уплотнительному кольцу. Сброс осадка произошел за десятые доли секунды.
  Рама центрифуги поглощает энергию осадка, покидающего вращающийся барабан. Осадок сбрасывается с рамы самотеком в емкость, насос или в канализацию.

  Зум

  Рис. 6.2.30

  Клапанная система, подающая рабочую воду в сепаратор, гарантирует надлежащую производительность слива.

  1. Дно выдвижной чаши
  2. Отверстие для слива осадка
  3. Рабочий водяной модуль

  Приводы

  В молочном сепараторе чаша установлена ​​на вертикальном шпинделе, поддерживаемом набором верхних и нижних подшипников. В большинстве центрифуг вертикальный вал соединен с осью двигателя с помощью червячной передачи на горизонтальной оси, обеспечивающей соответствующую скорость, и муфты. Существуют различные типы фрикционных муфт, но трение непостоянно, поэтому часто предпочтение отдается прямым муфтам с контролируемой последовательностью пуска.

  Стандартизация жира и белка

  Основные методы расчета для смешивания продуктов

  Зум

  Рис. 6.2.31

  Расчет содержания жира в продукте С.

  Стандартизация включает корректировку содержания жира в молоке или молочном продукте путем добавления сливок или обезжиренного молока для получения заданного содержания жира.
  Существуют различные методы расчета количества продуктов с различным содержанием жира, которые необходимо смешать для получения заданного конечного содержания жира. К ним относятся смеси цельного молока с обезжиренным молоком, сливок с цельным молоком, сливок с обезжиренным молоком и обезжиренного молока с безводным молочным жиром (ОМЖ).
  Один из этих часто используемых методов взят из «Словаря молочных продуктов» Дж.Г. Дэвиса и иллюстрируется следующим примером:
  Сколько килограммов сливок жирности А % нужно смешать с обезжиренным молоком жирности В %, чтобы получилась смесь, содержащая С % жирности? Ответ получают из прямоугольника (рис. 6.2.31), в котором размещены данные цифры содержания жира. 0,050161 C Жирность конечного продукта, %         3

  Вычитая значения жирности по диагоналям, получаем C – B = 2,95 и A – C = 37. кг обезжиренного молока 0,05 % для получения 39,95 кг стандартизированного продукта жирностью 3 %.
  Из приведенных ниже уравнений можно рассчитать количество A и B, необходимое для получения желаемого количества (X) C.

  Zoom

  Формула 6.2.9

  Принцип стандартизации

  Сливки и обезжиренное молоко, выходящие из сепаратора, имеют постоянное содержание жира, если все остальные соответствующие параметры остаются постоянными. Принцип стандартизации — независимо от того, осуществляется ли управление вручную или автоматически — показан на рис. 6.2.32.

  Цифры на рисунке основаны на обработке 100 кг цельного молока жирностью 4 %. Требование состоит в том, чтобы производить оптимальное количество нормализованного молока 3% и излишков сливок жирностью 40%.
  При сепарации 100 кг цельного молока получают 90,35 кг обезжиренного молока 0,05 % жирности и 9,65 кг сливок 40 % жирности.
  Количество 40 % сливок, которое необходимо добавить к обезжиренному молоку, составляет 7,2 кг. Это дает в общей сложности 97,55 кг 3-процентного товарного молока, оставляя 9,65 – 7,2 = 2,45 кг излишка 40-процентных сливок.

  Зум

  Рис. 6.2.32

  Стандартизация основного жира

  Прямая поточная стандартизация

  На современных предприятиях по переработке молока с диверсифицированным ассортиментом продукции прямая поточная стандартизация обычно сочетается с сепарацией. Раньше стандартизация производилась вручную, но вместе с увеличением объемов переработки возросла потребность в быстрых и точных методах стандартизации, не зависящих от сезонных колебаний жирности сырого молока. Регулирующие клапаны, расходомеры и плотномеры, а также компьютеризированный контур управления используются для регулирования содержания жира в молоке и сливках до желаемых значений. Это оборудование обычно собирается блоками (рис. 6.2.33).
  Давление на выходе обезжиренного молока должно поддерживаться постоянным для обеспечения точной нормализации. Это давление должно поддерживаться независимо от изменений расхода или падения давления, вызванных оборудованием после сепарации, и это достигается с помощью клапана постоянного давления, расположенного рядом с выпускным отверстием обезжиренного молока.

  Для точности процесса необходимо измерять переменные параметры, такие как:

  • Колебания жирности поступающего молока
  • Колебания производительности
  • Колебания температуры предварительного нагрева

  Большинство переменных являются взаимозависимыми; любое отклонение на одной стадии процесса часто приводит к отклонениям на всех стадиях. Жирность сливок может регулироваться до любого значения в пределах диапазона производительности сепаратора со стандартным отклонением, основанным на воспроизводимости 0,15 % жира. Для стандартизированного молока стандартное отклонение, основанное на воспроизводимости, должно быть менее 0,02 %.
  Обычно цельное молоко перед сепарацией нагревают в пастеризаторе до 55–65 °C. После разделения сливки стандартизируются до заданной жирности. Для этого расчетное количество сливок, предназначенных для стандартизации, направляется и повторно смешивается с достаточным количеством обезжиренного молока. Излишки сливок направляются в пастеризатор сливок. Ход событий показан на рис. 6.2.34.

  При определенных обстоятельствах также возможно применить встроенную систему стандартизации к центробежному сепаратору для холодного молока . Однако при этом очень важно, чтобы все жировые фракции молочного жира выдержали достаточно времени при низкой температуре (10-12 часов) для полной кристаллизации. Причина в том, что плотность зависит от степени кристаллизации и, таким образом, влияет на точность измерения преобразователя плотности, который всегда калибруется после установки.

  Зум

  Рис. 6.2. 33

  Системы стандартизации прямого действия предварительно собираются как технологическая единица.

  Зум

  Рис. 6.2.34

  Принцип прямой поточной стандартизации сливок и молока.

  Система контроля жирности сливок

  Жирность сливок на выходе из сепаратора определяется расходом сливок. Жирность сливок обратно пропорциональна расходу. Поэтому некоторые системы стандартизации используют расходомеры для контроля содержания жира. Это самый быстрый метод и, если температура и содержание жира в цельном молоке перед сепарацией остаются постоянными, также и точный метод. Жирность будет неправильной, если эти параметры изменятся.
  Для непрерывного измерения содержания жира в сливках можно использовать различные типы приборов. Сигнал от прибора регулирует поток сливок таким образом, чтобы получить правильную жирность. Этот метод является точным и чувствительным к колебаниям температуры и содержания жира в молоке. Тем не менее, управление происходит медленно, и системе требуется много времени, чтобы вернуться к правильному содержанию жира, когда произошло нарушение.
  На рис. 6.2.35 показаны два преобразователя, измеряющие расход стандартизированных сливок и обезжиренного молока соответственно. С помощью этих двух данных о расходе система управления (4) рассчитывает расход цельного молока в сепаратор. Преобразователь плотности (1) измеряет плотность сливок и преобразует это значение в содержание жира. Сопоставляя данные о жирности и скорости потока, система управления активирует регулирующий клапан (3) для получения необходимой жирности сливок.

  Масштаб

  Рис. 6.2.35

  Контур управления для поддержания постоянной жирности сливок.

  1. Преобразователь плотности
  2. Датчик расхода
  3. Регулирующий клапан
  4. Панель управления
  5. Клапан постоянного давления

  Каскадное управление

  Увеличение

  Рис. 6.2.36

  Различия во времени реакции между различными системами управления.

  Сочетание точного измерения содержания жира и быстрого измерения расхода, известное как каскадное управление, дает большие преимущества, как показано на рис. 6.2.36.

  Когда происходят нарушения, вызванные, например, периодическими частичными разрядами самоочищающихся центрифуг или изменениями температуры сливок или содержания жира в поступающем молоке, на диаграмме показано, что

  • Реагирует только система управления потоком довольно быстро, но жирность сливок отклоняется от заданного значения после восстановления стабильности
  • Только система измерения плотности реагирует медленно, но жирность сливок возвращается к заданному значению
  • Когда две системы объединяются в каскадном управлении, достигается быстрый возврат к предварительно заданному значению

  Таким образом, каскадная система управления приводит к меньшим потерям продукта и более точному результату. Компьютер контролирует жирность сливок, расход сливок и положение регулирующего клапана сливок.
  Преобразователь плотности (см. 1 на рис. 6.2.35) в цепи непрерывно измеряет плотность сливок (масса на единицу объема, например кг/м ³ ), что обратно пропорционально жирности, так как жир в сливках имеет меньшую плотность, чем молочная сыворотка. Преобразователь плотности передает непрерывные показания плотности на компьютер в виде электрического сигнала. Сила сигнала пропорциональна густоте сливок. Увеличение густоты означает, что в сливках меньше жира, и сигнал будет усиливаться.
  Любое изменение плотности изменяет сигнал от датчика плотности к компьютеру; тогда измеренное значение будет отклоняться от заданного значения, запрограммированного в компьютере. Компьютер реагирует изменением выходного сигнала на регулирующий клапан на величину, соответствующую отклонению между измеренными и заданными значениями. Положение регулирующего клапана изменяется и восстанавливает плотность (жирность) до правильного значения.
  На рис. 6.2.35 датчик расхода (2) в цепи управления непрерывно измеряет расход в линии сливок и передает сигнал на компьютер. Датчики в цепи управления непрерывно измеряют расход и плотность в линии сливок и передают сигнал на компьютер.
  Каскадное управление используется для внесения необходимых корректировок в связи с изменениями содержания жира в поступающем цельном молоке. Каскадное регулирование работает путем сравнения:

  • расхода через преобразователь расхода, который пропорционален жирности сливок, и
  • Плотность, измеренная преобразователем плотности, которая корректируется в зависимости от жирности сливок.

  Затем компьютер на панели управления (4) рассчитывает фактическое содержание жира в цельном молоке и переключает регулирующие клапаны для выполнения необходимых настроек. Нормированное содержание жира в молоке регистрируется непрерывно.

  Зум

  Рис. 6.2.37

  Преобразователь плотности.

  Контроль жира путем измерения плотности

  Измерение содержания жира в сливках основано на фиксированной зависимости между содержанием жира и плотностью. Содержание жира обратно пропорционально плотности, потому что жир в сливках легче, чем молочная сыворотка.
  В этом контексте важно помнить, что на густоту сливок также влияет температура и содержание газа. Большая часть газа, который является самой легкой фазой в молоке, будет следовать за фазой сливок, уменьшая плотность сливок. Поэтому важно, чтобы количество газа в молоке поддерживалось на постоянном уровне. Молоко может содержать различное количество воздуха и газов, но в качестве среднего значения можно принять 6 %. Большее количество воздуха может вызвать такие проблемы, как неточность объемного измерения молока, повышенное загрязнение оборудования во время нагревания и т. д. Подробнее о воздухе в молоке говорится в главе 6.6, Деаэраторы.
  Самый простой и наиболее распространенный способ сделать это — дать сырому молоку постоять не менее одного часа в резервуаре (силосе) перед его переработкой. В противном случае деаэратор следует интегрировать в установку перед сепаратором.
  Плотность сливок уменьшается при повышении температуры разделения, и наоборот. Чтобы компенсировать умеренные колебания температуры разделения, преобразователь плотности также оснащен датчиком температуры (Pt 100) для передачи сигнала о текущей температуре на модуль управления.
  Преобразователь плотности непрерывно измеряет плотность и температуру жидкости. Принцип его работы можно сравнить с камертоном. Поскольку плотность измеряемого продукта изменяется, она, в свою очередь, изменяет вибрирующую массу и, следовательно, резонансную частоту. Сигналы значения плотности передаются на модуль управления.
  Преобразователь плотности состоит из одной прямой трубки, по которой течет жидкость. Трубка вибрирует от катушек возбуждения снаружи, которые соединены с корпусом прибора и, следовательно, с системой трубопроводов через сильфон.
  Преобразователь плотности устанавливается как часть трубопроводной системы и достаточно легок, чтобы не требовать специальной опоры.

  Датчик расхода

  Zoom

  Рис. 6.2.38

  Датчик расхода.

  U _E = K X B X V X D
  , где
  U _E = напряжение электрода
  K = Константа прибора
  B = прочность магнитного поля
  6910 = Среднее значение 10 = Среднее вель.0161 D = Диаметр трубы

  Различные типы счетчиков используются для контроля расхода. Электромагнитные счетчики (рис. 6.2.38) не имеют движущихся частей, подверженных износу. Их часто используют, так как они не требуют обслуживания и обслуживания. Между счетчиками нет разницы в точности.
  Головка счетчика состоит из измерительной трубы с двумя магнитными катушками. Магнитное поле создается под прямым углом к ​​измерительной трубе, когда на катушки подается ток.
  Электрическое напряжение индуцируется и измеряется двумя электродами, установленными в измерительной трубе, когда по трубе течет проводящая жидкость. Это напряжение пропорционально средней скорости продукта в трубе и, следовательно, объемному расходу.
  Датчик расхода содержит микропроцессор, который управляет трансформатором тока, поддерживающим постоянное магнитное поле. Напряжение измерительных электродов передается через усилитель и преобразователь сигналов на компьютер в панели управления.

  Клапаны управления расходом сливок и обезжиренного молока

  Компьютер сравнивает сигнал измеренного значения от преобразователя плотности с заданным эталонным сигналом. Как показано на рисунке 6.2.35, если измеренное значение отклоняется от предварительно установленного значения, компьютер изменяет выходной сигнал на регулирующий клапан в линии после преобразователя плотности. Это сбрасывает клапан в положение, которое изменяет поток сливок из сепаратора, чтобы скорректировать содержание жира.

  Схема управления повторным смешиванием сливок

  Схема управления на рис. 6.2.39 регулирует количество сливок, которые необходимо постоянно повторно смешивать с обезжиренным молоком для получения требуемого содержания жира в нормализованном молоке. Он содержит два преобразователя расхода (2). Один находится на линии повторного смешивания сливок, а другой — на линии стандартизированного молока после точки повторного смешивания.
  Сигналы от расходомеров передаются на компьютер, который вычисляет соотношение между двумя сигналами. Компьютер сравнивает измеренное значение соотношения с заданным эталонным значением и подает сигнал на регулирующий клапан сливочной линии.
  Слишком низкое содержание жира в нормализованном молоке означает, что повторно смешивается слишком мало сливок. Соотношение между сигналами от датчиков расхода, таким образом, будет ниже эталонного соотношения, а выходной сигнал от компьютера к регулирующему клапану изменится. Клапан закрывается, создавая более высокий перепад давления и более высокое давление, которое пропускает больше сливок через линию повторного смешивания. Это влияет на сигнал на компьютер; регулировка происходит непрерывно и обеспечивает повторное смешивание правильного количества сливок. Электрический выходной сигнал компьютера преобразуется в пневматический сигнал для клапана с пневматическим управлением.

  Повторное смешивание основано на известных постоянных значениях содержания жира в сливках и обезжиренном молоке. Содержание жира обычно регулируется на постоянном уровне между 35 и 40 %, а содержание жира в обезжиренном молоке определяется эффективностью обезжиривания сепаратора.
  Точный контроль плотности в сочетании с постоянным контролем давления на выходе обезжиренного молока обеспечивает выполнение необходимых условий для контроля повторного смешивания. Сливки и обезжиренное молоко будут смешиваться в точных пропорциях, чтобы получить заданную жирность нормализованного молока, даже если скорость потока через сепаратор изменится или если изменится жирность поступающего цельного молока.
  Датчик расхода и регулирующий клапан в контуре повторного смешивания сливок того же типа, что и в контуре контроля жирности.

  Зум

  Рис. 6.2.39

  Схема управления повторным смешиванием сливок с обезжиренным молоком.

  1. Датчик расхода
  2. Регулирующий клапан
  3. Панель управления
  4. Переключающий клапан
  5. Обратный клапан

  Полная линия прямой стандартизации

  Полная линия прямой стандартизации показана на рис. 6.2.40. Система регулирования давления на выходе обезжиренного молока (5) поддерживает постоянное давление, независимо от колебаний перепада давления на последующем оборудовании. Система регулирования сливок поддерживает постоянное содержание жира в сливках, выводимых из сепаратора, путем регулирования потока выводимых сливок. Эта регулировка не зависит от изменений производительности или содержания жира в поступающем цельном молоке. Наконец, регулятор соотношения смешивает сливки постоянной жирности с обезжиренным молоком в необходимых пропорциях, чтобы получить нормализованное молоко заданной жирности. Стандартное отклонение, основанное на воспроизводимости, должно быть менее 0,02 % для молока и 0,15 % для сливок.

  Масштаб

  Рис. 6.2.40

  Полный процесс автоматической прямой стандартизации молока и сливок.

  1. Преобразователь плотности
  2. Датчик расхода
  3. Регулирующий клапан
  4. Панель управления
  5. Клапан постоянного давления
  6. Запорный клапан
  7. Обратный клапан

  Некоторые варианты стандартизации жира

  Например, при производстве сыра иногда требуется стандартизировать жир по СОМО. Внедрение преобразователя второй плотности, расположенного в трубе обезжиренного молока, соединенной с сепаратором, удовлетворяет этому требованию. Такое расположение показано на рис. 6.2.41, где датчики плотности выполняют две функции:

  1. Для повышения точности стандартизации жира
  2. Значение плотности является основой для расчета содержания СОМО

  Система управления преобразует плотность обезжиренного молока в содержание СОМО, значение, которое затем используется для контроля отношение жира к СОМО.
  Если, напротив, жирность поступающего молока ниже, чем содержание, установленное для нормализованного молока, расчетный объем обезжиренного молока сливают из потока, выходящего из сепаратора, а оставшийся объем смешивают со сливками .
  Обратите внимание, что излишки теплого обезжиренного молока необходимо собрать, охладить и пастеризовать как можно скорее.

  Зум

  Рис. 6.2.41

  Система нормирования соотношения жира и СОМО с дополнительным плотномером на линии обезжиренного молока.

  1. Преобразователь плотности
  2. Датчик расхода
  3. Регулирующий клапан
  4. Панель управления
  5. Клапан постоянного давления
  6. Переключающий клапан
  7. Обратный клапан

  Стандартизация белка

  Также можно подключить датчик белка для анализа фактического содержания белка в нормализованном молоке. С помощью этой опции можно стандартизировать соотношение жира и белка. Комбинируя этот датчик с дополнительной добавкой белкового концентрата, можно одновременно стандартизировать как содержание жира, так и содержание белка.
  Для производства сырного молока эта установка представляет собой полностью автоматический процесс для достижения правильного соотношения жира и белка. Для того, чтобы иметь возможность производить сыры с высоким и низким содержанием жира с различным содержанием белка, можно подключить три независимых линии добавок к стандартной молочной трубе. Это расположение показано на рисунке 6.2.42.

  Добавки

  Возможны и другие варианты, такие как добавление сливок и сыворотки, что иногда требуется при нормализации молока, предназначенного для сыроварения. Содержание жира в сливочной добавке может быть измерено автоматически с помощью плотномера. Для того чтобы использовать сливки, полученные при отделении сыворотки, «сбрасывается» соответствующий объем обычных сливок. Такая компоновка позволяет использовать сливки более высокого качества для производства качественного сливочного масла и различных видов сливок, таких как взбитые сливки. Это расположение показано на рисунке 6.2.42.

  Масштаб

  Рис. 6.2.42

  Стандартизация молока и сливок с тремя добавками для стандартизации жира и белка.

  1. Преобразователь плотности
  2. Датчик расхода
  3. Регулирующий клапан
  4. Панель управления
  5. Клапан постоянного давления
  6. Переключающий клапан
  7. Обратный клапан

  Сепараторы для удаления спор и бактерий

  Центробежный сепаратор специальной конструкции используется для удаления спор и бактерий из молока.
  Первоначально этот тип сепаратора был разработан для улучшения сохранности товарного молока. Однако до недавнего времени он в основном использовался в качестве дополнения к пастеризации или термизации сырного молока. Он также использовался для производства сухого молока и сыворотки для детского питания, а также для товарного молока, чтобы удовлетворить потребности супермаркетов в увеличении срока годности на несколько дней.
  Бактерии, особенно термоустойчивые споры, имеют значительно большую плотность, чем молоко. Таким образом, этот тип сепаратора является особенно эффективным средством избавления молока от спор бактерий. Поскольку эти споры также устойчивы к термической обработке, они являются полезным дополнением к термизации, пастеризации и стерилизации.
  Первоначальный сепаратор для удаления спор и бактерий представлял собой центрифугу со сплошным барабаном с соплами на периферии барабана. Долгое время считалось необходимым иметь непрерывный поток тяжелой фазы либо через периферийное сопло, либо через выпускное отверстие для тяжелой фазы, чтобы добиться эффективного разделения. Возможно, это было верно для старых центрифуг с цельным барабаном и вертикальными цилиндрическими стенками, но в самоочищающихся сепараторах с шламовым пространством за пределами пакета дисков бактерии и споры могут собираться в течение определенного периода времени и периодически выгружаться через заранее установленные интервалы. .

  Существует два типа сепараторов для удаления спор и бактерий:

  • Двухфазный тип имеет два выпускных отверстия вверху: одно для непрерывной разгрузки концентрата бактерий через специальный верхний диск, а другое – для фазы с уменьшенным содержанием бактерий. Рисунок 6.2.43.
  • Однофазный тип имеет только одно выпускное отверстие в верхней части чаши для молока с пониженным содержанием бактерий. Концентрат спор и бактерий собирается в шламовом пространстве чаши и выгружается через заданные промежутки времени. Рисунок 6.2.44.

  Количество потока концентрата спор и бактерий из двухфазного сепаратора составляет около 3 % от исходного материала, в то время как соответствующее количество из однофазного типа может составлять всего 0,15 % от исходного материала.
  Концентрат спор и бактерий всегда имеет более высокое содержание сухого вещества, чем молоко, из которого он получен. Это связано с тем, что некоторые из более крупных мицелл казеина отделяются вместе с бактериями и спорами. Более высокая температура увеличивает количество белка в концентрате спор и бактерий. Оптимальный температурный диапазон составляет от 55 до 60 °C.
  Эффект уменьшения спор и бактерий выражается в процентах.
  Бактерии, принадлежащие к роду Clostridium — анаэробные спорообразующие бактерии — относятся к числу тех, кого больше всего боятся производители сыра, поскольку они могут вызывать позднее вспенивание сыра, даже если присутствуют в небольшом количестве. Вот почему сепаратор для удаления спор и бактерий используется для сырного молока.
  Способы интеграции сепаратора для удаления спор и бактерий в установку пастеризации сырного молока обсуждаются в Главе 14 «Сыр».

  Зум

  Рис. 6.2.43

  Чаша двухфазная для непрерывного слива концентрата спор и бактерий.

  Зум

  Рис. 6.2.44

  Чаша однофазная для периодического слива концентрата спор и бактерий.

  Декантерные центрифуги

  Центрифуги используются в молочной промышленности для сбора специальных продуктов, таких как осажденный казеин и кристаллизованная лактоза. Однако ранее описанные центробежные отстойники с дисковым барабаном не подходят для этих целей из-за высокого содержания твердых частиц в сырье.
  Чаще всего используются корзинчатые центрифуги и декантерные центрифуги (рис. 6.2.45). Декантеры, которые работают непрерывно, имеют множество применений. Они также используются, например, на заводах по производству соевого молока из соевых бобов, а специально адаптированные модели широко применяются для обезвоживания шлама на очистных сооружениях.
  Декантерная центрифуга представляет собой машину для непрерывного осаждения взвешенных веществ из жидкости под действием центробежной силы в продолговатой вращающейся чаше. Характерной чертой, отличающей декантер от других типов центрифуг, является то, что он оснащен осевым винтовым конвейером для непрерывной выгрузки отделенных твердых частиц из ротора. Конвейер вращается в том же направлении, что и чаша, но с несколько иной скоростью, чтобы создать эффект «прокрутки». К другим характерным особенностям декантера относятся:

  1. Тонкая коноцилиндрическая чаша, вращающаяся вокруг горизонтальной оси.
  2. Противоточный поток с выпуском твердых частиц с узкого конца и выпуском жидкой фазы с широкого конца.

  Зум

  Рис. 6.2.45

  Декантерная центрифуга

  Функция декантерной центрифуги

  Кормовая суспензия подается через входную трубку в зону подачи конвейера, где ускоряется и направляется внутрь вращающегося ротора (рис. 6.2.46).
  Твердые вещества, удельный вес которых должен быть выше, чем у жидкости, практически мгновенно оседают на внутренней стенке чаши из-за сильного центробежного ускорения – обычно в диапазоне 2 000–4 000 g – оставляя прозрачную внутреннюю кольцо жидкости.

  Декантерная центрифуга представляет собой машину для непрерывного осаждения взвешенных твердых частиц из жидкости под действием центробежной силы в продолговатой горизонтально вращающейся чаше.

  Выгрузка твердых частиц

  Компактная твердая фаза транспортируется в осевом направлении к узкому концу ротора с помощью шнекового конвейера, скорость вращения которого немного отличается от скорости барабана. По пути к разгрузочным отверстиям твердые частицы поднимаются из жидкого резервуара пролетами винтового конвейера вверх по сухому берегу. На пляже больше жидкости стекает и стекает обратно в бассейн. Затем сухие твердые частицы окончательно выгружаются из барабана через разгрузочные отверстия в сборную камеру сосуда, который окружает ротор. Оттуда они самотеком удаляются из машины через выпускную воронку.

  Выпуск жидкости (открытый)

  Жидкая фаза, образуя под действием центробежной силы полый цилиндр, течет по винтовому каналу между пролетами конвейера к большому концу ротора. Там жидкость перетекает через радиально-регулируемые водосливы в центральную камеру сборного сосуда и сбрасывается самотеком.

  Выпуск жидкости (под давлением)

  Некоторые декантерные центрифуги оборудованы для выгрузки жидкой фазы под давлением с помощью разделительного диска (4) на рис. 6.2.46. Жидкость, перетекающая через водосливы, попадает в разделительную камеру, где снова образует полый вращающийся цилиндр. Каналы неподвижного напорного диска погружены во вращающуюся жидкость, что вызывает перепад давления. Жидкость движется по каналам, преобразуя энергию вращения в напор, достаточный для откачки жидкости из машины и для последующих этапов обработки.

  Непрерывный процесс

  В декантерной центрифуге три стадии процесса – приток, осаждение в концентрические слои и раздельное удаление жидкой и твердой фаз – протекают в полностью непрерывном потоке.

  Основные компоненты

  Основными компонентами декантерной центрифуги являются барабан, конвейер и редуктор (вместе составляющие ротор) и рама с колпаком, сборными сосудами, приводным двигателем и ременной передачей.

  Зум

  Рис 6.2.46

  Разрез ротора декантерной центрифуги с разгрузкой под давлением.

  1. Подвеска подачи
  2. Слив жидкой фазы
  3. Сброс твердой фазы (самотеком)
  4. Разделительная камера и диск
  5. Чаша
  6. Винтовой конвейер

  Чаша

  Чаша обычно состоит из конической части и одной или нескольких цилиндрических частей, соединенных между собой фланцами. Цилиндрическая часть обеспечивает бассейн с жидкостью, а коническая часть — сухой пляж.
  Секции оболочки обычно имеют ребристую или канавочную внутреннюю поверхность для предотвращения соскальзывания твердых частиц при вращении конвейера.
  Коническая часть заканчивается цилиндрическим патрубком с одним или двумя рядами сплошных выпускных отверстий в зависимости от типа машины. Эти порты в большинстве случаев снабжены сменными втулками из стеллита или керамического материала для предотвращения истирания.

  Широкий конец закрыт наконечником с четырьмя или более отверстиями для перелива жидкости, определяющими радиальный уровень жидкости в роторе. Уровень жидкости можно легко изменить регулировкой водосливных колец. В случаях, когда сброс осветленной жидкой фазы осуществляется с помощью разделительного диска (4), регулируемые водосливы ведут в разделительную камеру.
  Ротор приводится в движение электродвигателем через клиновые ремни и шкивы.

  Конвейер

  Конвейер подвешен в барабане на подшипниках и медленно или быстро вращается относительно барабана, выталкивая осадок к шламовым портам на узком конце. Конфигурация витков шнека конвейера варьируется в зависимости от применения: шаг (расстояние между витками) может быть крупным или мелким, витки могут располагаться перпендикулярно оси вращения или перпендикулярно конической части обечайки чаши. Большинство моделей оснащены односкребковыми транспортерами, но некоторые имеют двухскребковые.

  Редуктор

  Функция редуктора заключается в создании эффекта прокрутки, т. е. разницы в скорости между барабаном и конвейером. Он крепится к полому валу барабана и приводит в движение конвейер через соосный шлицевой вал.
  Удлинение вала солнечного колеса, т. е. центральный вал редуктора, выступает с конца, противоположного чаше. Этот вал может приводиться в действие вспомогательным двигателем, что позволяет изменять скорость конвейера в зависимости от скорости барабана.
  Редуктор может быть планетарного или циклического типа; первая дает отрицательную скорость прокрутки (конвейер вращается медленнее барабана), а вторая, оснащенная эксцентриковым валом, дает положительную скорость прокрутки.

  Рама и корпус

  Существуют различные конструкции корпуса и корпуса, но в принципе рама представляет собой жесткую конструкцию из мягкой стали, несущую части ротора и опирающуюся на виброизоляторы.
  Сосуд представляет собой сварную конструкцию из нержавеющей стали с откидным колпаком, закрывающим чашу. Он разделен на отсеки для сбора и отвода отделенных жидкой и твердой фаз.
  Жидкость может сбрасываться самотеком или под давлением с помощью разделительного диска. (4) на рисунке 6. 2.46. Твердые частицы выгружаются под действием силы тяжести, при необходимости с помощью вибратора, в сборную емкость или на ленточный конвейер для дальнейшей транспортировки.

  СЕПАРАТОР ДЛЯ МОЛОКА | Молочный сепаратор Работа и эффективность

  Сепарация молока

  • Формат записи процесса сепаратора молока
  • Закон Стокса
  • Пирсонс-сквер

  Сепаратор молока

  Работа сепаратора молока:
  Не стоит недооценивать влияние на молочный бизнес неоптимальной работы сепаратора молока.
  Молочный сепаратор большого объема, работающий не в оптимальном режиме, может стоить предприятию значительно больше 250 000 фунтов стерлингов в год. (подробнее см. ниже)

  Молочный сепаратор является одним из наиболее важных элементов оборудования на молочном заводе, и производители молочных продуктов часто недооценивают его влияние на прибыльность молочного производства, характеристики сухого обезжиренного молока и технологические потери.
  Молочный сепаратор представляет собой высокоскоростную центрифугу, которую необходимо правильно эксплуатировать, обслуживать и обслуживать, чтобы обеспечить надежную и эффективную работу.
  Молочный сепаратор может составлять до 25 % объема сточных вод и потерь сухого молока, увеличивая затраты на очистку и утилизацию молочных сточных вод. Эффективный молочный сепаратор, обслуживаемый в хорошем состоянии, будет постоянно давать обезжиренные жиры на уровне 0,05%, что приведет к хорошему выходу сливок.
  напр. если сепаратор работает плохо, то он может давать более высокий процент жирности сливок в обезжиренном молоке, что часто не будет приносить наценку по сравнению с продажей его в виде сливок. Это также может привести к тому, что обезжиренное молоко будет, по меньшей мере, непостоянным по содержанию жира и, в худшем случае, не соответствующим техническим требованиям, поскольку содержание жира в сухом обезжиренном молоке превышает 1,5%.
  Если молочный сепаратор работает со скоростью 30 000 литров в час, то за 20 часов работы он отделит 600 000 литров, в результате чего получится приблизительно 60 000 литров сливок с 40% молочного жира и 540 000 литров обезжиренного молока. Если сепаратор не оптимизирован, то дополнительные 0,05% жира или более могут быть потеряны из-за обезжиривания. 540 000 литров обезжиренного молока x 0,05% означают потерю около 350 000 фунтов стерлингов в год в виде дохода от сливок (ориентировочные цены на сливки 2019 года).

  Совет руководителям производства
  ВСЕ производители молочных продуктов должны быть в состоянии достичь содержания жира в сухом обезжиренном молоке 0,7% — 0,8%, а все, что превышает это значение, должно быть расследовано в приоритетном порядке, поскольку это свидетельствует о плохой работе.

  Сравните жидкие обезжиренные жиры после сепаратора с жирами обезжиренного сухого молока. Эталонным тестом на молочные жиры является ручной тест Гербера, который часто проводится неправильно и дает низкие показания. Способ устранения этих ошибок заключается в том, чтобы руководитель производства контролировал содержание жира в сухом обезжиренном молоке. Обычно операторы отбирают пробы только во время эффективной работы сепаратора (когда он работает на полную мощность), и это часто создает ложное ощущение, что все в порядке. Производительность молочного сепаратора можно легко контролировать с помощью тока сепаратора. Исторический график тенденции должен быть скорректирован, чтобы показать нагрузку на сепаратор во времени. Ток в сепараторе будет расти во время частичного или полного удаления шлама, а также из-за потери скорости барабана, когда барабан падает и осадок выбрасывается. показать это. Усилители также укажут, есть ли проблема обслуживания сепаратора/подшипников или балансировки, поскольку усилители будут неустойчивыми, указывая на вибрацию. Молочный сепаратор может подвергаться избыточному удалению шлама, что приводит к периодическому высокому содержанию обезжиренного жира/высоким потерям, которые плохо проявляются в обезжиренном бункере/обезжиренных образцах. Это связано с тем, что с течением времени периодически возникающие плохие пробы теряются в объеме бункера для обезжиривания и не собираются во время самосбора непосредственно из сепаратора, поскольку это делается только тогда, когда чаша разогнана до нужной скорости и не учитывается слишком долгое и слишком частый дешлам. (неправильно настроенные параметры) Молочный сепаратор может составлять до 25% и более потерь сточных вод. В связи с этим для менеджеров крайне важно отслеживать производительность по результатам анализа содержания жира в образцах сухого молока, а не по результатам анализа жидкого обезжиренного жира.
  Уже одно это должно гарантировать, что ваш сепаратор для сливок находится в хорошем состоянии и, что более важно, постоянно контролируется и оптимизируется. Отделение сливочного жира от молока может быть как частичным, так и полным отделением сливок. % жира отделенных сливок обычно составляет 40% для маслоделия.
  Для быстрой оценки / 1-дневного сканирования вашей операционной эффективности, пожалуйста, свяжитесь с нами

  Требования: Перед сепарацией молоко предварительно нагревается, а после сепарации оно подвергается термической обработке, как правило, с использованием высокотемпературной кратковременной пастеризации (HTST). Температура не должна быть ниже 72,4 градусов Цельсия в течение 15 секунд, а лучше 26 секунд.

  Ведение документации: В большинстве стран закон требует хранить подписанные записи о пастеризации не менее 2 лет.

  Имеются сепараторы для холодного молока, но эффективность обезжиривания следует сравнивать с эффективностью сепаратора для теплого молока и потенциальными повышенными технологическими потерями.

  Сепарация холодным молоком осуществляется при температуре около 10°C. Одним из преимуществ сепарации холодного молока является то, что споры Thermoduric и Thermophillic не прорастают и не размножаются в течение длительного производственного цикла. Это может быть важно для некоторых производителей, но для других это может не быть серьезной проблемой либо из-за неизменно хорошего качества молока в течение всего года, либо из-за использования микрофильтрации или бактофугирования. Идеальным является постоянное чистое молоко, но это не может быть гарантировано, поэтому следующим лучшим шагом, не влияющим на эффективность сепаратора молока, является микрофильтрация или использование бактофуги. Производители должны оценить эксплуатационные расходы и технологические потери по сравнению с преимуществами вариантов.

  Предпусковые проверки:

  Оператор должен обеспечить наличие достаточного количества коммунальных услуг и продуктов, таких как;
  • Воздух (без масла, сухой и отфильтрованный — влажный воздух вызывает повреждение приборов.
  • Пар
  • Водопроводная вода
  • Охлажденная вода.
  • Мягкая вода.
  • Молоко
  Подготовка растений
  • Убедитесь, что все оборудование и трубы чистые.
  • Настройка маршрутов к бункерам / резервуарам для молока и сливок и обратно.
  • Убедитесь, что теплообменник имеет действующий сертификат проверки на герметичность.
  • Запустите сепаратор и бактофугу, а затем пастеризатор.
  • Установите установку на воду, проверьте, работает ли отвод пастеризатора при температуре 72,4°C.
  • Убедитесь, что удаление шлама из сепаратора и бактофуги, а также частичное удаление шлама работают правильно, что очень важно для эффективности.
  • В автоматизированной системе срок CIP автоматически регистрируется, и если «Максимальный возраст CIP» превышен, пастеризатор теряет статус «Чистый» и изменяется на статус «Не чистый».
  • Перед подачей молока в пастеризатор проводится начальная стадия стерилизации (85с в течение 10 минут).
  • Секция нагрева ни в коем случае не должна быть активной, если расход ниже «Минимального расхода перед началом нагрева», так как это может привести к пригоранию продукта.
  • При подаче молока на завод обычно происходит подача воды из бункера в уравнительный резервуар пастеризатора и в резервуары для готового продукта, и это может выполняться вручную или включаться в автоматическую систему.
  • Уровень в уравнительном резервуаре обычно регулируется по уровню или поплавку.
  Эксплуатация: Объем, возраст, качество (микробный состав, жир и СОЯТ и температура) молока в резервуарах для хранения должны регистрироваться оператором в начале, а затем через частые промежутки времени. (автоматизированные системы будут включать эти данные)
  • Вода в линиях выталкивается в слив в течение заданного времени/объема, в идеале с датчиками мутности.
  • Оператор должен каждый час заполнять журнал пастеризации молока / сыворотки и подписывать чек об отклонении до начала работы с продуктом.
  • Частые пробы обезжиренного молока следует брать непосредственно из сепаратора во время нормальной работы (не сразу после очистки от шлама). Образцы силосов следует брать каждый час и проверять на содержание жира

  Окончание производства: Производство заканчивается, когда достигается заданный объем производства или оператор вручную останавливает производство. Производство заканчивается подачей воды в приемные емкости.

  Во время работы: Следите за тем, сколько времени требуется сепаратору и бактофуге для восстановления своих оборотов после частичного и полного удаления шлама, и соотносите эти данные с силой тока и содержанием жира в обезжиренном молоке (при производстве обезжиренного молока). выход за счет обеспечения оптимальной работы. Хороший сепаратор будет стабильно давать обезжиренный жир в количестве 0,05% или меньше, гарантируя, что содержание жира в порошке будет меньше 1%. На некоторых заводах сепараторы подают обезжиренное молоко непосредственно в испаритель, что может привести к неприемлемым колебаниям обезжиренного жира. Использование большого буферного бункера для обезжиренного жира гарантирует, что любые небольшие потери эффективности из-за слишком длительного времени очистки от шлама и т. д., приводящие к образованию порций обезжиренного жира Обезжиренное обезжиренное мясо сбалансировано, чтобы получить стабильный результат с низким содержанием жира, а не высушивается в виде высокожирного шлака.

  Бактофугация — удаление микробов с помощью центробежной силы.

  Бактофугирование может удалить до 99,8 % всех спорообразующих бактерий, но для достижения такой эффективности, вероятно, потребуется двойное бактофугирование

  Сливки отделяются перед бактофугированием и пастеризуются при высокой температуре перед возвратом в молоко при производстве стандартизированного продукта или отправкой в ​​танки для сливок при производстве обезжиренного молока.

  Новейшие бактофуги включают контур рециркуляции бактофугата, чтобы свести к минимуму потери продукта.

  Обслуживание сепаратора молока:

  Сепаратор молока следует обслуживать не реже одного раза в год в зависимости от часов работы

  Следуйте инструкциям производителя по обслуживаниюdp>

  Если в сепараторе появляются признаки дисбаланса или вибрации, это следует выяснить в срочном порядке, так как центрифужный сепаратор, работающий вне баланса, может привести к серьезному повреждению.

  Чрезмерная вибрация или неэффективное разделение заслуживают немедленного внимания, так как это явный признак того, что что-то не так.

  Сепаратор молочных сливок обслуживается

  • Убедитесь, что место чистое и чистое
  • Убедитесь, что у вас есть правильные инструменты, руководство по эксплуатации и защитное снаряжение
  • Поместите чашу на прилагаемый толстый резиновый коврик, чтобы избежать повреждений
  • Поместите компоненты на поддон с картоном или другим чистым/подходящим мягким материалом, чтобы избежать повреждения компонентов
  • Снимите пакет пластин, чтобы знать, как его собрать
  • Осмотрите и очистите все компоненты

  Milk Standardizer

  Milk Bactofuge

  Milk Pasteuriser

  Стандартизатор крем

  Cream Pasteuriser

  Для получения дополнительной информации или для обсуждения ваших требований. Пожалуйста, свяжитесь с US

  DAIRY

  911691169116

  . Молочный сепаратор ОПТИМИЗАЦИЯ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ
  Исследования по снижению эксплуатационных расходов

  Контакты

  Работа различных типов небольших сепараторов сливок

  История сепараторов сливок

  Самые ранние методы отделения сливок использовали гравитацию. Они наливали молоко в неглубокие кастрюли (глубиной от 2 до 4 дюймов), которые в одном из ранних методов назывались установочными кастрюлями. Затем поместите противни в холодную чистую комнату на 36 часов, чтобы сливки поднялись наверх. В этот момент они сняли его вручную с помощью инструмента, называемого сливкоотделителем. Этот метод затруднял обработку большого количества молока. Целых 30 процентов сливок осталось позади. Однако, если не хранить молоко должным образом, сливки скиснут.

  В 1859 году шведский инженер доктор Карл Густав Де Лаваль начал эксперименты с механическим сепаратором сливок. Он использовал бочку для вращения молока, а затем снял сливки сверху после того, как бочка остановилась. Затем он построил сепаратор, в котором использовалось множество ведер для отделения 35 галлонов молока за раз. В 1878 году он запустил сепаратор сливок непрерывного действия, который мог перерабатывать 300 фунтов молока в час. Работа такого сепаратора основывалась на принципе центробежной силы.

  Сепаратор сливок — это молочная машина, используемая для разделения свежего цельного молока на сливки и обезжиренное молоко.

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Издано в Императорской России в 1890 году. Изображение из статьи: «Молоко в сельскохозяйственном аспекте».

  Как работают сепараторы сливок?

  Вам необходимо перелить цельное молоко в миску через центральный трубчатый вал. Шпиндель вращает чашу со скоростью от 6000 до 9000 м/мин, а ряд конических дисков разделяет молоко на вертикальные слои. Более тяжелое обезжиренное молоко собирается на внешней окружности быстро вращающейся чаши, а более легкие сливки остаются в центре. Затем давление поступающего цельного молока вытесняет сливки и обезжиренное молоко из машины в отдельные приемные сосуды.

  Гравитационный метод обычно оставляет одну четвертую часть жира в молоке, в то время как сепаратор сливок оставляет только от 0,01% до 0,02% жира в обезжиренном молоке. Поскольку последний процесс намного быстрее, чем гравитационный метод, вероятность вредоносного бактериального воздействия меньше.

  Электрический сепаратор сливок работает за счет центробежной силы. Машина вращает сырое молоко в ванне или тазу. Более светлые шарики молочного жира появились из контейнера, откуда их легко можно достать. Машина отделяет сливки намного быстрее, чем гравитационный метод, и отделяет больше сливок от молока. Сливкоотделитель не отделит сливки от гомогенизированного молока. Меньшие машины, предназначенные для дома, используют молоко и сливки по несколько галлонов за раз. Тем не менее, большие коммерческие сепараторы позволяют непрерывно сепарировать большое количество молока и сливок. Из одного выхода машины вытекает обезжиренное молоко, а из другого — сливки.

  Какие доступны сепараторы сливок?

  Сепараторы сливок, изготовленные из высококачественных материалов, таких как нержавеющая сталь 304, устойчивы к коррозии и сохраняют первоначальные свойства молока. На рынке представлено большое разнообразие сепараторов, различных размеров и даже изготовленных по индивидуальному заказу. Сливки содержат большую часть энергии молока. В конце 1800-х годов постоянно растущий рынок сливок привел к появлению различных изобретений для разделения сливок в больших количествах. Стало доступно четыре типа отделителей сливок, и у каждого класса был свой набор применений.

  Поддоны для установки

  Первоначальные сепараторы для сливок представляли собой неглубокие поддоны для молока глубиной от 2 до 4 дюймов. Эти кастрюли оставляли в прохладных чистых помещениях на срок до 36 часов, а затем сливки снимали с поверхности с помощью специальных инструментов, таких как сливоуловители.

   

  Глубокая закваска

  Для глубокой закваски требовались банки с дробовиком или 20-дюймовые банки диаметром около 8 дюймов, которые могли содержать до четырех галлонов молока; Их бросали в резервуары с холодной водой, что заставляло молоко быстро охлаждаться, тем самым заставляя сливки подниматься наверх и лучше отделяться от сыворотки. Это были банки с запечатанными крышками, которые защищали от воды и бактерий.

  Разбавление водой

  В этом методе используется разбавление водой вместе с гравитацией. В этом методе бак объемом от 10 до 32 галлонов был наполовину заполнен молоком. Затем вода подавалась в бак через трубку на дне бака. Через час-два крем удаляли сверху. Клапан на дне резервуара позволял воде и обезжиренному молоку выходить из резервуара. Тонкие вертикальные стеклянные окна раскрывали созданную кремовую линию.

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона. Издано в Императорской России в 189 г.0. Изображение из статьи: «Молоко в сельском хозяйстве».

  

  Центробежный сепаратор

  В большинстве современных сепараторов для сливок используется центробежная сила для быстрого отделения сливок от обезжиренного молока путем вращения чаши с молоком, в результате чего более легкие сливки попадают в центр чаши. Напротив, более тяжелое обезжиренное молоко перемещается наружу. Центробежный сепаратор для сливок оснащен мощным и долговечным двигателем и регулятором скорости, который дает пользователю возможность регулировать густоту сливок, одновременно регулируя процентное содержание жира в сливках.

  Клапан открытия и закрытия в верхней части устройства регулирует поток молока в сепаратор. Резервуар под клапаном удерживает молоко во время вращения. Поплавок под баком помещается сверху поплавковой камеры, в которой собираются сливки. Носик для сливок под поплавковой камерой используется для отправки собранных сливок, а оставшееся молоко выходит через сливной носик сепаратора под носиком для сливок.

  Кто использует маленькие сепараторы для сливок?

  Меньшие версии сепараторов назывались настольными моделями для небольших молочных ферм с несколькими коровами или козами. Независимые фермеры и небольшие молочные магазины находят эти меньшие версии очень полезными, поскольку они не вызывают беспорядка и эффективны.

  Почему маленькие сливкоотделители Slavic Beauty идеальны?

  Электрическая версия, похоже, догнала рынок вместе с небольшими сепараторами сливок. Ожидайте неожиданного в «Славянской красоте». Slavic Beauty заслужила фантастическую репутацию благодаря качеству и обслуживанию эффективных отделителей сливок. Они поставляют качественные и доступные агрегаты электрических и ручных сепараторов сливок. Эти новые агрегаты произведены в Украине. Они отличного качества и цены. Не говоря уже о том, что они проверяются на качество перед продажей. Существует более 12 видов сепараторов-сливкоотделителей с различными ручными и электрическими машинами разной мощности, которые идеально подходят для небольших фермерских хозяйств и операторов молочных ферм.

  Как это работает: Сепаратор сливок

  В детстве на ферме в Канзасе я с удивлением смотрел на многие вещи. Одним из самых интригующих был сепаратор сливок. Каждое утро и вечер родители сливали продукты от 20 коров через сепаратор, который моментально отделял сливки от молока. Сливки разлились по банкам, предназначенным для города; молоко разливалось в ведра, которые выливались в кормушку для свиней.

  Однако к тому времени, когда я учился в старшей школе, бизнес по производству сливок исчез, как и использование сепаратора для сливок. С этого момента местные фермеры адаптировались к рынку цельного молока или ушли из молочного бизнеса. Поэтому неудивительно, что большинство людей сегодня никогда не видели, как работает отделитель сливок, не говоря уже о том, чтобы знать, как он работает. Проще говоря, сепаратор использует центробежную силу.

  Заставить гравитацию работать

  В сыром виде молоко содержит смесь крупных и мелких частиц молочного жира, удерживаемых во взвешенном состоянии, поскольку они весят меньше, чем другие части цельного молока. Это мало чем отличается от капель масла, смешанных с водой.

  В обоих случаях более легкий материал поднимается наверх, когда смесь остается стоять. Следовательно, когда цельное молоко стоит какое-то время, более тяжелое обезжиренное молоко постепенно оседает на дно контейнера, а более легкий молочный жир поднимается наверх.

  Самые ранние методы разделения сливок включали гравитацию. В одном из ранних методов молоко наливали в неглубокие кастрюли (глубиной от 2 до 4 дюймов), известные как кастрюли. Формы были помещены в прохладную чистую комнату на 36 часов, чтобы сливки поднялись наверх. В этот момент его сняли вручную с помощью инструмента, называемого сливкоотделителем.

  Этот метод затруднял обработку большого количества молока. Целых 30 процентов сливок осталось позади. Более того, если молоко не хранилось должным образом, сливки могли легко скиснуть.

  Согласно ранним подсчетам, если корова производила 300 фунтов молочного жира в год, система с мелкими чашами оставляла как минимум 30 фунтов продукции в обезжиренном молоке. При цене 50 центов за фунт эти 30 фунтов молочного жира стоили 15 долларов. Следовательно, молочник со стадом из 20 коров, чье среднее годовое производство молочного жира составляет 300 фунтов каждая, будет нести ежегодные убытки в размере 300 долларов — более чем достаточно, чтобы заплатить за «современный» сепаратор сливок.

  Глубокая сепарация

  Более поздние методы отделения сливок включали метод глубокого отверждения. Молоко было помещено в высокие банки (часто называемые банками для дробовика), помещенные в баки с холодной водой. Имея около 8 дюймов в диаметре и 20 дюймов в высоту, банки обычно вмещали около 4 галлонов. Небольшой диаметр индивидуальной банки позволял воде быстро охлаждать молоко, а ее высота заставляла работать гравитацию, что приводило к более эффективному разделению. Опять же, банки простояли несколько часов, прежде чем сливки были смазаны сверху.

  По данным Doug & Linda’s Dairy Antique Site, «у некоторых банок были стеклянные окошки, через которые можно было видеть линию сливок, и клапан на дне для слива обезжиренного молока. При методе глубокого отверждения в обезжиренном молоке оставалось только от 5 до 15 процентов сливок. В своем каталоге 1897 года Sears, Roebuck & Co. продавала эти банки для крема по 55 центов (без смотрового окна) и 60 центов (с окном)».

  Другой гравитационный сепаратор, Marvel, использовал воду для разбавления молока и ускорения разделения. Согласно веб-сайту, как только сливки поднялись наверх, обезжиренное молоко и вода сливались через клапан на дне банки. Два стеклянных окна позволяли видеть кремовую линию.

  Применение центробежной силы

  Только в середине 1800-х годов, когда изобретатели впервые применили центробежную силу для сепарации молока, молочные фермеры могли рассчитывать на лучший способ сбора сливок. Первая такая машина, датируемая 1864 годом, приписывается немецкому изобретателю и пивовару Антонину Прандтлю. Его машина состояла из вертикальной оси, вращаемой кривошипной рукояткой, на которой была установлена ​​поперечина с двумя небольшими ковшами. Ведра были наполнены молоком и быстро вращались. Сливки, будучи светлее остальных частей молока, постепенно поднимались наверх. Как только машина была остановлена, сливки снимались почти так же, как и в гравитационных системах.

  Однако идея отделения сливок от цельного молока путем взбалтывания молока принадлежит не Прандтлю. Считается, что разделение жидкостей с помощью центробежной силы впервые применили китайцы, которые отделяли соки и масла от мякоти фруктов, вращая измельченный материал в полой тыкве на конце шнура.

  В 1870 году преподобный Х. Ф. Бонд из Массачусетса изобрел аналогичную центробежную машину. Вместо ведер молоко хранили в маленьких стеклянных банках. Ни одна из технологий не позволяла производить больше, чем ограниченное количество, что делало ее непривлекательной для потенциальных коммерческих производителей.

  На выставке молочной продукции 1874 года немецкий инженер Вильгельм Лефельдт привлек внимание, когда продемонстрировал свою концепцию сепаратора. С намеком на то, что станет современным сепаратором, его инновационное устройство отделило 220 фунтов молока примерно за полчаса (но потребовалось еще 30 минут, чтобы барабан перестал вращаться, после чего обезжиренное молоко было слито). Лефельдт получил патент на свою конструкцию 25 сентября 1877 года.

  Влияние де Лаваля

  Примерно в то же время идея центробежного отделения сливок привлекла внимание шведского инженера Карла Густава де Лаваля. Изобретение де Лаваля, машина, через которую непрерывно течет молоко, изменило молочную промышленность во всем мире. Его центробежный сепаратор непрерывного действия выгружал сливки и обезжиренное молоко отдельно, в то время как молоко непрерывно подавалось в машину.

  С годами де Лаваль усовершенствовал свой первоначальный дизайн. Например, его первоначальная разделительная чаша представляла собой полый цилиндр с крыльями, чтобы молоко вращалось вместе с чашей. Однако в 1890 году его компания разработала чашу «Альфа-диск», в которой несколько конических стальных дисков были размещены внутри чаши, один над другим, на небольшом расстоянии друг от друга. Подаваемое в центр чаши, как и прежде, обезжиренное молоко отделялось от сливок с меньшими трудностями, чем в полой чаше, где молоко и сливки образовывали твердую массу.

  Поскольку центробежная сила прикладывалась к устройству, вращающемуся со скоростью от 6000 до 8000 об/мин, сливки подавались ко дну чаши и постепенно продвигались вверх от внутренних концов дисков, ближайших к выпускному отверстию для сливок. Обезжиренное молоко также проходило вверх при центробежном движении, но из-за своей плотности оно проходило наружу через промежутки между дисками тонкими листами и выталкивалось к внешним концам дисков. В этой полости обезжиренное молоко проходило к выпускному отверстию, через которое оно стекало в отдельное ведро или молочный бидон. Тем временем необработанное молоко подавалось в сепаратор постоянным потоком из чана, расположенного над чашей.

  Прогресс с помощью технологий

  С самого начала сепаратор непрерывного действия давал фермерам огромное преимущество. В отличие от самотечных систем, хорошо отрегулированный центробежный сепаратор сливок оставляет менее одного процента сливок в обезжиренном молоке. Центробежная сила также оказывала фильтрующее действие, удаляя большую часть посторонних веществ из сливок.

  Но самое главное, фермеры могли доить больше коров и увеличивать свою прибыль, поскольку большее количество сливок можно было отделить за меньшее время. В течение нескольких месяцев в США начали импортировать сепараторы сливок — в основном из Швеции — и фермеры начали расширять свои стада.

  Сепараторы сливок

  впервые появились в каталоге Sears, Roebuck & Co. в 1896 году, тогда как Montgomery Ward & Co. перечислила их еще в 1894 году. Sears продала сепаратор сливок Young America с производительностью 300 фунтов молока в час за 97 долларов, в то время как Montgomery Ward предлагал сепаратор Safety Hand (с таким же рейтингом) за 125 долларов.

  Как отмечается на сайте Dairy Antique, производители сепараторов для сливок процветали в начале 1900-х годов, и цены значительно упали. К 1902 году Sears рекламировала собственный сепаратор сливок Sears производительностью 250, 350 и 500 фунтов в час. Машина со скоростью 350 фунтов в час стоила 63,75 доллара (около 1677 долларов сегодня). Это было началом линии сепараторов сливок Sears Economy. Сепараторы сливок продолжали появляться в каталогах Sears and Wards до середины 19 века.50-е годы.

  Нефтеперерабатывающая промышленность

  В 1879 году в честь своего изобретения де Лаваль был награжден серебряной медалью Королевского сельскохозяйственного общества Англии. Вскоре после этого король Швеции наградил его крестом ордена Васа и сделал кавалером ордена Полярной звезды. В 1886 году де Лаваль стал членом Шведской королевской академии наук, которая наградила его золотой медалью в 1892 году. В 189 году он стал почетным членом Сельскохозяйственной академии Швеции.6.

  Хотя изобретение де Лаваля отделило сливки от молока, перед молочной промышленностью по-прежнему стояла насущная проблема: определение содержания жира как в сливках, так и в обезжиренном молоке. В 1890 году д-р Стивен М. Бэбкок, агрохимик из Университета Висконсина, открыл простой тест, который с большой точностью определял процент жира в цельном молоке, сливках и обезжиренном молоке. (Подробнее о тестировании молока см. в разделе «Взросление с помощью тестера молока и молочных весов».) Сегодня можно с уверенностью сказать, что де Лаваль и Бэбкок изменили молочную промышленность во всем мире. Хотя сепараторы сливок практически исчезли, за исключением использования на нескольких хобби-фермах и специализированных молочных фермах, одно только изобретение де Лаваля, по оценкам, сэкономило молочной промышленности во всем мире целых 35 миллионов долларов. ФК

  Тарран Гейнс является автором пяти книг по реставрации старинных тракторов и пишет различные материалы для AGCO Corp. Он также является редактором журналов AGCO Advantage и Massey Ferguson Farm Life для AGCO. Напишите ему по телефону [email protected] ; онлайн по телефону Gaines Communications

  Видели сельскохозяйственную технику, которая заставляет вас чесать голову? Расскажите нам об этом: мы ищем больше кандидатов на «Как это работает».