Очистка молока и аппараты для его реализации

Очистка молока и аппараты для его реализации

Курсовая работа

Кафедра:"Механизация переработки сельскохозяйственной продукции"

По дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»

Тема: Очистка молока и аппараты для его реализации

специальности: «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции»

г. Барнаул 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ МОЛОКА ОТ ПРИМЕСЕЙ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО

1.1 Очистка молока от механических примесей

1.2 Очистка молока от микробиологических примесей

2. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕПАРИРОВАНИЯ

. АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ АППАРАТОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ВЫБРАННОГО ПРОЦЕССА

.1 Виды и устройство сепараторов

.2 Расчет сепараторов

. ОПИСАНИЕ СЕПАРАТОРА Ж5-ОМ2-Е-С

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Молоко является полноценным и незаменимым продуктом питания человека, так как содержит все необходимые для его жизнедеятельности вещества и витамины. Качество молока включает в себя показатели его состава, физико-химических свойств и санитарно-гигиенические параметры, которые по-прежнему регламентируются ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье - сырье».

Требования к заготовляемому молоку, установленные этим стандартом, необходимо соблюдать хозяйствам всех категорий. В соответствии с ГОСТом молоко должно быть получено от здоровых животных, благополучных по инфекционным болезням, и подразделяется на три сорта - высший, первый и второй и несортовое. Получение молока наивысшего сорта является одним из наиболее важных условий рентабельности его производства.

Отсюда понятно, насколько важна первичная обработка молока. Первичная обработка молока включает в себя следующие технологические операции: очистка молока от механических примесей, охлаждение, хранение и транспортирование на молокоперерабатывающие предприятия.

Даже при тщательном соблюдении санитарно-гигиенических правил в свежевыдоенном молоке возможно наличие механических примесей (волосы, частицы корма, подстилки и т.д.), поэтому очистка после выдаивания необходима.

. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ОЧИСТКИ МОЛОКА ОТ ПРИМЕСЕЙ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО

1.1    Очистка молока от механических примесей

Методы очистки молока избираются в зависимости от производительности молочных предприятий: фильтры или центробежные молокоочистители.

Фильтрация молока. Очистку молока от механических примесей проводят сразу после доения, пока молоко еще теплое. При доении в ведра молоко фильтруют во время слива его во фляги. В качестве фильтрующих элементов используют ватные прокладки, марлю, лавсановую ткань, а также фильтры разового пользования. Их недостатком является сильное загрязнение. Ватные прокладки меняют через 50-60 литров отфильтрованного молока. Марля не обеспечивает полную очистку молока от мелких примесей. Лучшие результаты дает лавсановая ткань или энант, которую после использования стирают и дезинфицируют.

Мелкие предприятия пользуются самым простым методом очистки молока от посторонних механических и биологических примесей, находящихся во взвешенном состоянии, - фильтрацией. Для этого используют ватные фильтры одноразового пользования (на 70-100 л молока), фланель, вафельную ткань, марлю, сложенную в 4-6 слоев, лавсан - в 2 раза. Марля - хороший фильтрующий материал, ее недостатки - гидрофильность и непрочность, длительность обработки при повторном использовании. Пропускная способность одного марлевого фильтра - 10-15 т молока.

Перед повторным употреблением хлопчатобумажные ткани стирают в 0,5%-ном теплом растворе дезмола или другого моющего средства, прополаскивают в проточной воде, проглаживают или кипятят в течение 12-15 мин и высушивают.

Широко используют лавсановые фильтры. Они не токсичны, гидрофобность их позволяет достичь высокой скорости фильтрации, устойчивы к воздействию микроорганизмов, моющих средств, слабым органическим и минеральным кислотам, щелочам, пару, воде. Пропускная способность одного фильтра - 140 т молока. Фильтры из лавсана легко моются в теплой воде с мылом, затем их погружают в 1%-ный раствор гипохлорита натрия или осветленной хлорной извести на 20 мин. 1 м лавсана заменяет не менее 35-40 м марли.

Нормы расхода материалов на 1 т молока: фланели или вафельной ткани требуется 0,09 м, марли - 1,26, лавсана - 0,017, ватных фильтров - 25 штук (масса одного фильтра 1,5 г).

Для фильтрации молока используют фильтры разных конструкций: пластинчатые, дисковые, цилиндрические, в том числе фильтры самоочищающиеся, агрегаты очистительно-охладительные. Молоко насосом подается в фильтр и под давлением проходит через фильтрующую ткань (фланель, байка, лавсан), оставляя на ней частицы примесей. Постепенно на фильтре образуется плотный слой, и сопротивление движению жидкости возрастает в несколько раз, что делает необходимым смену ткани. Поэтому для создания непрерывного процесса фильтры, как правило, оборудуют двумя секциями. Перед фильтрацией молоко рекомендуется подогреть до температуры 35-45 °С в подогревателе или секции регенерации пластинчатого аппарата. Это необходимо не только потому, что холодное молоко имеет повышенную вязкость и медленно фильтруется, но также и потому, что в холодном молоке полуотвердевшие жировые шарики образуют кучки и с большим трудом проходят через фильтрующую ткань, быстро забивая ее. При подогревании молока происходит растворение загрязнений и бактериальное обсеменение. Кроме того, такая фильтрация задерживает только крупные частицы механических загрязнений. Существенными недостатками также являются большая затрата рабочего времени (до 30% от рабочего цикла), необходимость смены фильтрующей ткани, промывки, разгрузки фильтра от осадка, подготовки установки к работе. Немаловажно и то, что поступающее в фильтр молоко в процессе очистки контактирует с загрязнениями, отложившимися на фильтрующей ткани из предыдущих порций.

Центробежная очистка. В промышленности стали широко использовать наиболее эффективную центробежную очистку с применением сепараторов- молокоочистителей и бактериофуг. По конструкции сепаратор-молокоочиститель напоминает сепаратор-сливкоотделитель, но имеет некоторые конструктивные отличия: в тарелках отсутствуют отверстия, поэтому молоко в межтарелочные пространства входит с периферии; периферийное (грязевое) пространство увеличено; нет верхней разделительной тарелки, поэтому весь поток обработанного молока направляется в один отводной патрубок, а не в два.

Очистка молока осуществляется следующим образом. Молоко по центральной трубке поступает в тарелкодержатель, при вращении которого развивается большая центробежная сила, и выводится к периферии барабана, затем под напором поднимается между тарелками к его центру и выбрасывается в отводную камеру с напорным диском. Создаваемого напора достаточно для подачи молока в другие аппараты. Поскольку плотность механических примесей молока больше плотности плазмы, механические примеси отбрасываются к периферии барабана и откладываются в грязевом пространстве плотным слоем. Одновременно удаляется значительное количество микроорганизмов, а также часть лейкоцитов, частиц ткани вымени и крови, хлопья белка и др. Сепараторная слизь составляет в среднем 0,06% массы обработанного молока. Слизь имеет примерно следующий состав: 66-68% воды, жировых веществ - 3,3%, белковых веществ - 24-25%, золы - 3-3,2% и других веществ - до 2%. По вертикали слизь состоит из слоев: нижний темно-серый - грязевой, средний белый - белковый, верхний розовато-коричневый - бактериальный.

На качество очистки молока влияют, в первую очередь, температура, скорость вращения барабана и продолжительность безостановочной работы установки. Продолжительность безостановочной работы молокоочистителей составляет 3-4 ч при обычной степени загрязненности молока и нормальной кислотности (до 20 °Т), но снижается при обработке сильно загрязненного молока и молока с повышенной кислотностью.

В настоящее время применяют саморазгружающиеся центробежные молокоочистители. Сепараторная слизь из барабана автоматически удаляется через определенные промежутки времени. Отечественный сепаратор-молокоочиститель модели ОМЕ с производительностью 15000 л/ч работает непрерывно 10ч при времени между разгрузками, равном 30 мин, и давлении после редукционного клапана гидросистемы, равном 49 МПа. При этом количество выбрасываемого осадка достигает 4 кг. Через каждые 3-4 ч осуществляется автоматическая безразборная мойка сепаратора на ходу.

Очистка может проходить при температурах от 5 до 65 °С. В отечественных технологических линиях оптимальная температура молока, поступающего на молокоочиститель, принята в пределах 35-45 °С. При очистке холодного молока его исходные качества сохраняются лучше, однако, возрастает вязкость, уменьшается скорость всплывания частиц, вследствие чего производительность молокоочистителя снижается до 50%. В то же время повышение температуры молока более 40 °С нецелесообразно, так как механические загрязнения или растворяются, или раздробляются в молоке, что не позволяет их полностью устранить под действием центробежной силы, снижается эффективность очистки и увеличивается бактериальная обсемененность.

Центробежная очистка молока приводит к изменению дисперсности жировых шариков. При холодной очистке молока (температура 10-20 °С) величина жировых шариков изменяется минимально, однако их дробление резко возрастает при повышении температуры выше 45 °С. По сравнению с исходным молоком число мелких шариков диаметром 1-2 нм увеличивается при температуре 45 °С на 9%, при 60 °С - на 14% и при 80 °С - на 17%. Количество же крупных жировых шариков уменьшается: диаметром 3-4нм- с 17% до 12-6%; 4-5 нм- с 8% до 5-2%; 5-6 нм- с 4% до 2-1%. Любое изменение степени дисперсности жировых шариков при производстве многих молочных продуктов крайне нежелательно.

1.2    Очистка молока от микробиологических примесей

Бактериофугирование. При бактериофугировании одновременно с механическими примесями из молока удаляется подавляющая часть микроорганизмов. Бактериофуги действуют по принципу центробежных очистителей, отличаясь от них более высокой скоростью вращения барабана (более 16000 об/мин), большим числом и размером тарелок.

Целесообразно устанавливать последовательно молокоочистители и бактериофуги (саморазгружающиеся). На большинстве крупных молочных предприятий так и поступают. Бактофугированием сырого молока пользуются для удаления из него микроорганизмов с целью его стерилизации без применения термической обработки. В пластинчатом аппарате молоко нагревается до 75 °С и подается в одну или две последовательно подключенные бактериофуги. Удаляется до 98-99% бактерий. Особенно легко удаляются спорообразующие микроорганизмы и их споры. Однако бактериофугирование не исключает последующей пастеризации или стерилизации молока, так как отдельные виды микроорганизмов (в том числе и патогенные), плотность которых равна плотности молока или даже меньше ее, не могут быть удалены под действием центробежной силы.

Химическая фильтрация. Разработаны способы химической очистки молока с использованием специальных аппаратов-ионообменников. В ионообменниках молоко фильтруется через высокомолекулярные органические вещества - иониты (ионообменные смолы). Ионообменные смолы поглощают различные ионы, в результате чего меняется минеральный состав молока и оно приобретает новые свойства. Это позволяет получить новые пищевые продукты, улучшить их качество, удалить нежелательные примеси. Так, в результате удаления примерно 10% кальция молоко медленнее свертывается под действием сычужного фермента, сгусток его получается менее плотный, при этом вкус, цвет, внешний вид молока изменяется незначительно. На основе ионообмен-ного процесса разработана технология получения ионитного молока для вскармливания детей раннего возраста. При ионообменной обработке уменьшается также в несколько тысяч раз число бактерий. Последовательной обработкой сыворотки катионитом и анионитом можно снизить содержание в ней минеральных солей (ионов Са, Na, К). После прохождения молока через ионообменную колонку уменьшается его кислотность. Ионообменные смолы в настоящее время используют для выведения из молока радионуклидов. Эффективность ионного обмена зависит от ряда факторов: температуры фильтруемого молока, скорости и направления потока молока в колонке, соотношения между смолой и молоком, pH среды, концентрации удаляемых элементов.

В некоторых странах проводят ультрафильтрацию молока на ферме, что сокращает транспортные расходы на доставку молока на молочные заводы в 2-3 раза, кроме того, получаемый концентрат молока обладает повышенной стойкостью, так как высокое осмотическое давление его препятствует жизнедеятельности микроорганизмов.

Этими методами обезвреживают от микрофлоры молоко, обезжиренное молоко и сыворотку; проводят обезжиривание сыворотки для получения фосфолипопротеинового концентрата с высокой эмульгирующей способностью для производства колбас; осуществляют разделение молочной сыворотки на компоненты, получение сывороточных белков, молочного сахара и т. д. Область применения мембранных методов в молочной промышленности очень широка и дает возможность получить молочные продукты направленного химического состава с высокой биологической ценностью при экономии энергетических затрат.

2. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕПАРИРОВАНИЯ

Наиболее эффективна очистка молока от механических примесей с помощью центробежных молокоочистителей. Очистка молока под действием центробежной силы позволяет удалить из молока не только механические примеси, но и слизь, сгустки молока, эпителий, форменные элементы крови, которые как более тяжелые частицы отбрасываются к стенкам сепарирующего устройства и собираются в грязевом пространстве в виде плотного слоя.

Центробежную очистку целесообразно проводить при температуре(40 ± 5) ºС, при которой триглицериды молочного жира находятся в жидком состоянии, в результате чего не происходит подсбивания молочного жира и снижаются его потери.

Продолжительность безостановочной работы молокоочистителя составляет 3-4 часа при обычной степени загрязненности и нормальной кислотности.

Центробежная очистка имеет следующие недостатки: быстрое перемешивание разрушает колонии бактерий на более мелкие образования, и при посеве на чашки Петри может наблюдаться повышенное количество мко по сравнению с исходным молоком. При этом мелкие группы получают доступ к питательным веществам и быстрее растут и размножаются.

Процесс сепарирования представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от механических и естественных (кровь, слизь и т. п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высокожирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока (бактериотделение). Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различию плотностей фракций: плотность дисперсной фазы (жира) меньше, чем дисперсионной среды (плазмы молока), или плотность дисперсионной среды (плазмы молока) меньше, чем дисперсной фазы (частиц механических и естественных примесей).

Сепарирование молока осуществляется в специальных машинах - сепараторах. Сепараторы, предназначенные для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, называют сепараторами-сливкоотделителями, а для очистки молока - сепараторами-молокоочистителями. Сепараторы-сливкоотделители с устройствами нормализации молока называются сепараторами-нормализаторами.

Процесс разделения молока на фракции происходит в сепарирующем устройстве (барабане), состоящем из основания (дна), кожуха (крышки) обтекаемой формы, тарелкодержателя и пакета конических промежуточных и разделительных тарелок. Последние имеют приваренные на внешней стороне шипики, образующие заданный межтарелочный зазор. Молоко может поступать в барабан сверху и снизу. При этом молоко должно равномерно распределиться в нижней части барабана между тарелками. Молоко из приемной камеры сепаратора-молокоочистителя поступает в барабан и через каналы тарелкодержателя отбрасывается на периферию барабана. Оттуда оно поступает в межтарелочное пространство. Под действием центробежной силы посторонние примеси, плотность которых больше плотности молока, при прохождении через барабан как более тяжелая фракция осаждаются на внутренней поверхности барабана в грязевом (шламовом) пространстве. После его заполнения сепаратор останавливают и барабан промывают. Продолжительность непрерывной работы сепаратора зависит от объема грязевого пространства и загрязненности молока и составляет 2-2,5 ч.

Скорость выделения механических примесей из молока зависит от конструктивных особенностей сепаратора (угловой скорости барабана, числа и размеров разделительных тарелок), размеров частиц и степени их дисперсности, плотности разделяемых фракций и вязкости молока. Кроме этого на эффективность очистки молока влияют его, кислотность, особенности количественного и качественного состава молока коров различных пород и другие свойства. Кислотность измеряется в градусах Тернера, и у свежего молока здоровой коровы составляет от 16 до 170 Т.

Увеличение угловой скорости вращения барабана сепаратора очень эффективно для повышения скорости выделения примесей из молока. Однако требования прочности конструкции, надежности, безопасности, а также соображения износа, увеличения потерь на трение, конструктивные трудности ограничивают возрастание угловой скорости вращения барабана сепаратора. Все современные сепараторы работают на сверхкритической частоте вращения барабана от 100 до 150 c^-1. Изменить частоту вращения барабана сепаратора можно только на заводе-изготовителе. Сепарирование молока на предприятиях начинают при поступлении молока в количестве, обеспечивающем непрерывную работу сепаратора в течение от 20 до 30 мин, и достижении барабаном рабочей частоты вращения. Продолжительность разгона для сепараторов производительностью от 1000 до 2000 л/ч составляет 3-5 мин, а для сепараторов большей производительности - от 6 до 10 минут.

Сепарирование загрязненного молока с повышенной кислотностью приводит к быстрому заполнению шламом грязевого пространства барабана сепаратора, периферийной части тарелок и частично межтарелочного пространства. Нарушается движение молока между разделительными тарелками. Длительное хранение молока приводит к нарастанию его кислотности, что  уменьшает эффективность очистки .

. АНАЛИЗ И СРАВНЕНИЕ АППАРАТОВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ВЫБРАННОГО ПРОЦЕССА

молоко фракция сепаратор

К общим требованиям, предъявляемым к технологическому оборудованию, относятся необходимая производительность, минимальная материало- и энергоемкость, трудоемкость и максимальная безопасность в обслуживании, качество вырабатываемой продукции, ремонтопригодность, надежность, долговечность, экологическая безопасность.

Основные требования к сепараторам-молокоочистителям изложены в ГОСТ 11117-85 «Сепараторы для очистки молока» . К ним относятся: производительность, объем грязевого пространства, условный проход входных и выходных патрубков для молока, масса, удельное потребление электроэнергии и ряд других.

3.1 Виды и устройство сепараторов

Сепарирование - это процесс разделения полидисперсной или многокомпонентной жидкостной системы под действием центробежной силы. По технологическому назначению в молочной промышленности сепарирование применяется для центробежной очистки молока от механических и микробиологических примесей; для выделения молочного жира из молочного сырья в целях получения высокожирных продуктов; для нормализации молочного сырья; для выделения белкового сгустка из молочного сырья.

Изобретение сепараторов было связано с необходимостью выделить сливки в большом количестве для получения масла. До появления процесса сепарирования сливки извлекали из молока отстаиванием. Это требовало больших площадей, много посуды и обслуживающего персонала. Сам же процесс отстаивания молока и получения сливок был длительным и продолжался от 10 до 30 ч. С изобретением сепараторов продолжительность выделения сливок была сведена до 3-4 с.

По виду технологического процесса современные сепараторы можно разделить на сепараторы-молокоочистители и сепараторы-сливкоотделители.

По конструктивным признакам различают сепараторы открытые (устаревший тип сепараторов), полугерметичные и герметичные. Все три типа сепараторов можно применять для выделения жировой и белковой фракций молочного сырья, а также для его очистки от механических и микробиологических примесей (рисунок1).

Рисунок 1 - Сепаратор-молокоочиститель полузакрытого типа

-корпус станины; 2-тормоз; 3-приемно-выводное устройство; 4-крышка сепаратора;5-чаша станины; 6-стопор барабана; 7-барабан; 8-вертикальный вал (веретено); 9-зубчатое колесо горизонтального вала

В открытых сепараторах ввод исходного продукта и вывод жидких фракций осуществляются в виде свободной струи при доступе воздуха. В этом случае образуется молочная пена, ухудшающая условия эксплуатации сепараторов. В полугерметичных сепараторах молочное сырье подается свободной струей, а вывод жидких фракций осуществляется под давлением. В герметичных сепараторах и ввод молочного сырья, и вывод жидких фракций осуществляются под давлением.

Вывод твердого осадка (сепараторной слизи) может быть периодическим при полной разборке и мойке сепарирующего устройства - барабана (сепараторы с ручной выгрузкой осадка); пульсирующим, обеспечивающим выброс осадка в течение долей секунды без остановки сепаратора путем раскрытия барабана (саморазгружающиеся сепараторы); непрерывным - выброс осадка происходит через сопла в стенках барабана (творожные).

Основные узлы сепараторов - станина, корпус, чаша, сепарирующее устройство (барабан); приемно-выводное устройство для продукта, поступающего в сепарирующее устройство, и жидких фракций, выводящихся из него; приводной механизм.

Сепарирующие устройства бывают с нижним (в полугерметичном и герметичном сепараторах) и верхним (в открытом сепараторе) вводами продукта. Принципиальные отличия сепарирующего устройства сепаратора-молокоочистителя от сепарирующего устройства сепаратора-сливкоотделителя заключаются в следующем: в межтарелочное пространство сепарирующего устройства сепаратора-молокоочистителя жидкость входит с периферии тарелок, а не через отверстия в тарелках, как у сепаратора-сливкоотделителя. Отверстия в тарелках у сепараторов-молокоочистителей, как правило, отсутствуют, нет верхней разделительной тарелки. Продукт, обрабатываемый в сепараторах- молокоочистителях, направляется в отводной патрубок, а в сепараторах-сливкоотделителях - в патрубки для сливок и обезжиренного молока. Периферийное пространство сепараторов-молокоочистителей (грязевое пространство) больше, чем у сепараторов-сливкоотделителей.

3.2 Расчет сепараторов

Для сравнения взяты сепараторы-молокоочистители марок ОМ-1А, Г9-ОМА, А1-ОМЦ-10, Ж5-ОМ2-Е-С, А1-ОХО. Расчет проводили по формулам 1-3 , представленным в приложении 1.

Технические характеристики сравниваемых сепараторов указаны в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики сепараторов

.        Расчет сепаратора ОМ-1А по показателям технической производительности, удельной энергоемкости, габаритности.

Техническая производительность (формула 1, приложение):

Удельная энергоемкость (формула 2, приложение):

Габаритность (формула 3, приложение):

2.      Расчет сепаратора Г9-ОМА по показателям технической производительности, удельной энергоемкости, габаритности.

Техническая производительность:

Удельная энергоемкость:

Габаритность:

3.      Расчет сепаратора А1-ОМЦ-5 по показателям технической производительности, удельной энергоемкости, габаритности.

Техническая производительность:

Удельная энергоемкость:

Габаритность:

Техническая производительность:

Удельная энергоемкость:

Габаритность:

5.      Расчет сепаратора А1-ОХО по показателям технической производительности, удельной энергоемкости, габаритности.

Техническая производительность:

Удельная энергоемкость:

Габаритность:

Результаты расчета отражены в диаграммах в приложении 2.

Расчеты показали, что наилучшими показателями производительности, удельной энергоемкости и габаритности обладает сепаратор-молокоочиститель Ж5-ОМ2-Е-С.

. ОПИСАНИЕ СЕПАРАТОРА Ж5-ОМ2-Е-С

Сепаратор Ж5-ОМ2-Е-С (рис. 1) - молокоочиститель с центробежной автоматической периодической выгрузкой осадка, предназначен для очистки молока от загрязненности и механических примесей.

Описание конструкции. Общий вид сепаратора Ж5-ОМ2-Е-С приведен на рисуноке 2.

Рисунок 2 - Общий вид сепаратора Ж5-ОМ2-Е-С

Сепаратор состоит из станины с приводным механизмом, барабана, приемно-выводного устройства, тахометра, гидросистемы, электропульта.Составные узлы и детали сепаратора, кроме гидросистемы и электропульта, смонтированы на станине.

Приводной механизм с электродвигателем нужен для сообщения барабану необходимой частоты вращения. Состоит из фланцевого электродвигателя, центробежно-фрикционной муфты, горизонтального и вертикального валов.

Горизонтальный вал получает вращение от электродвигателя через упругую муфту. Вращение от горизонтального вала на вертикальный передается через фрикционно-центробежную муфту, которая обеспечивает плавную и постепенную передачу вращения барабану при его разгонеВертикальный вал вращается в верхних радиальном и радиально-упорном подшипниках и нижнем радиально-сферическом подшипнике. Верхняя (горловая) опора вертикального вала выполнена упругой, что позволяет барабану сепаратора при разгоне и остановке плавно переходить критическое число оборотов и сохранять устойчивый ход при рабочей частоте вращения.

Барабан устанавливается на конусной части веретена вертикального вала Является основным рабочим элементом, в котором под действием центробежной силы происходит выделение взвешенных частиц из сепарируемой жидкости под действием центробежной силы в межтарелочном пространстве.

Контроль частоты вращения барабана осуществляется циферблатным тахометром.

На крышке крепится приемно-выводное устройство, служащее для приема сепарируемой жидкости и вывода осветленной жидкости.Отдельно от сепаратора устанавливаются гидросистема и электропульт, предназначенные для управления как ручной, так и автоматической выгрузкой шлама из барабана.

Принцип действия. Молоко подается через питающую трубу в барабан, где под действием центробежных сил происходит осветление.

Примеси, имеющие большой удельный вес отбрасываются в шламовое (грязевое) пространство барабана и из него через разгрузочные отверстия выбрасываются в приемник шлама.

Отсепарированный продукт из барабана захватывается напорным диском и направляется в выводной патрубок, а затем по трубопроводам подается для дальнейшей технологической обработки.

Транспортирование и хранение. Упакованный сепаратор может транспортироваться любым видом транспорта. Погрузка и установка упакованного сепаратора на транспорт производятся в строгом соответствии с требованиями по погрузке и транспортированию, указанными в эксплуатационной документации, и надписями на таре.

Сепаратор должен храниться в помещениях или на площадках под навесом в упакованной таре. Не допускается хранение в помещениях, где находятся кислоты, щелочи, ядохимикаты и минеральные удобрения.

Конструктивные изменения в аппарат.

Недостатком сепаратора является использование системы автоматической разгрузки шламового пространства аппарата потоком воды, регулируемой конкретным режимом работы реле времени. Подобное устройство аппарата не учитывает степень загрязнения молока и, соответственно, не позволяет точно определить периодичность подачи воды для выгрузки осадка.

Поэтому предлагается установка датчика наполнения в шламовое пространство сепаратора, который будет сигнализировать о наполнении последнего грязевым осадком и, следовательно, необходимости открытия вентиля с водой для мойки. Конструктивное изменение устранит необходимость частой подачи воды в приемник осадка, например, при очистке молока небольшой степени загрязнения. Это снизит энергоемкость процесса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Методы очистки молока избираются в зависимости от производительности молочных предприятий: фильтры или центробежные молокоочистители.

В промышленности стали широко использовать наиболее эффективную центробежную очистку с применением сепараторов-  молокоочистителей и бактериофуг. По конструкции сепаратор- молокоочиститель напоминает сепаратор-сливкоотделитель, но имеет некоторые конструктивные отличия.

Наиболее эффективна очистка молока от механических примесей с помощью центробежных молокоочистителей. Очистка молока под действием центробежной силы позволяет удалить из молока не только механические примеси, но и слизь, сгустки молока, эпителий, форменные элементы крови, которые как более тяжелые частицы отбрасываются к стенкам сепарирующего устройства и собираются в грязевом пространстве в виде плотного слоя.

В курсовой работе проведено сравнение пяти отечественных сепараторов-молокоочистителей по показателям технической производительности, удельной энергоемкости и габаритности, построены сравнительные диаграммы. В результате расчетов установлено, что наилучшими характеристиками обладает сепаратор-молокоочиститель Ж5-ОМ2-Е-С.

Для автоматизации выгрузки грязевого осадка из сепаратора предложена установка в шламовое пространство аппарата датчика его заполнения.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Башаева Д.В. Изменение белков молока при тепловой обработке / Д.В. Башаева// Молочная промышленность. - 2008. - №7. - С. 73-74.

2.      Богданова Е.А. Производство цельномолочных продуктов / Е.А. Богданова, Г.И. Богданова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. - 200 с.

3.      Богданова Е.А. Технология цельномолочных продуктов и молочно-белковых концентратов / Е.А. Богданов, Р.Н. Хандак, З.С. Зобкова, В.Ф. Сергеева, Л.И. Новосадова, А.П. Патратий, З.А. Бирюкова, Л.Н. Иванова, В.В. Василисина, В.Ф. Семенихина. - М.: Агропромиздат, 1989. - 311 с.

4.      Бредихин С.А. Технология и техника переработки молока / С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский, В.Н. Юрин. - М.: Колос, 2003. - 400 с.

5.      Ведищев С.М. Технология и механизация первичной обработки и переработки молока / С.М. Ведищев, А.В. Милованов. - Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2005. - 152 с.

6.      ГОСТ 11117-85. Сепараторы для очистки молока. Типы основные параметры и размеры. - Введ. 1986-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1985. - 4 с.

7.      ГОСТ Р 52054-2003. Молоко натуральное коровье - сырье. Технические условия. -Введ. 2004-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 12 с.

8.      Колесникова С.С. Отделение бактерий из молока центрифугированием / С.С. Колесникова // Молочное дело. - 2006. - №11. - С. 18-21.

9.      Крусь Г.Н. Технология молока и молочных продутов/ Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.В. Волокитина, С.В. Карпачев; Под ред. А.М. Шалыгиной. - М.: КолосС, 2006. - 445с.

10.   Лобанов В.И. Процессы и аппараты: методические указания к выполнению практических работ/ В.И. Лобанов, С.Ю. Бузоверов. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2010. - 52 с.

11.    Лобанов В.И. Процессы и аппараты: методические указания к выполнению курсовой работы/ В.И. Лобанов. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2003. - 52с.

12.    Махновский И.В. Первичная обработка молока и его переработка в условиях фермерских хозяйств / И.В. Махновский, А.В. Лупов // Техника и оборудование для села. - 2001. - №2. - С. 16-17.

13.    Машины, технологическое оборудование, приборы для предприятий молочной промышленности. Каталог / А.И. Вдовин, К.Г. Саргсян, В.Л. Дуль, В.Ю. Сидорин, А.Д. Мымра. - Тернополь: Воля, 2006. - 480 с.

14.    Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств / А.А. Курочкин, Г.В. Шабурова, А.С. Гордеев, А.И. Завражнов. - М.: КолоcС, 2007. - 591 с.

15.    Притыко В.П. Машины и аппараты молочной промышленности / В.П. Притыко, В.Г. Лунгрен. - М: Пищевая промышленность, 1979. - 320 с.

16.    Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства: технология и рецептуры. Цельномолочные продукты / Л.И. Степанова. - СПб: ГИОРД, 2009. - 384 с.

17.    Сурков В.Д.Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности: 2-е изд., перераб. и доп. / В.Д. Сурков, Н.Н. Липатов, Н.В. Барановский. - М.: Пищевая промышленность, 1980. - 368 с.

18.    Твердохлеб Г.В. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб, Г.Ю. Сажинов, Р.И. Раманаускас. - М.: ДеЛипринт, 2006. - 616 с.

19.    Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности / Н.И. Томбаев. - М: Пищевая промышленность, 1982. - 545 с.

20.    Шалыгина А.М. Общая технология молока и молочных продуктов / А.М. Шалыгина, Л.В. Калинина. -М.: КолосС, 2004. - 203 с.

21.    Шейфель О.А. Биохимия молока и молочных продуктов / О.А. Шейфель. - Кемерово: Изд-во КемТИПП, 2010. - 126 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Формулы для расчета сепараторов-молокоочистителей:

.        Техническая производительность

                                                           (1)

где W_П - паспортная производительность, л/ч; τ - коэффициент использования рабочего времени (τ=0,7).

.        Удельная энергоемкость

                                                               (2)

где N - установленная мощность, кВт; W_Т- техническая производительность, л/ч.

3.      Габаритность

где L, B, H - габаритные размеры аппарата: длинна, ширина и высота, см; W_Т - техническая производительность, л/ч.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рисунок 1 - Техническая производительность сепараторов

Рисунок 2 - Удельная энергоемкость сепараторов

Рисунок 3 - Габаритность сепараторов