Оборудование для первичной обработки молока

16.1. Понятие о первичной обработке и переработке молока

В понятиях первичной обработки и переработки молока есть различия. Первичная обработка не изменяет исходных, натураль­ных свойств продукта. Переработка молока связана с выработкой различных молочных продуктов, таких, как сливки, сметана, тво­рог, сыр, сливочное масло и многие другие. При этом молоко под­вергают обработке: механической (сепарирование), тепловой (па­стеризация), биохимической (сквашивание) и т. д. В этом случае получают качественно новые продукты со свойствами, значительно отличающимися от сырого молока за счет действия микробио­логических и ферментативных процессов. Чтобы лучше усвоить эти процессы, необходимо знать свойства молока. Рассмотрим ос­новные физико-химические свойства молока.
Свежевыдоенное молоко имеет одновременно кислую и ще­лочную реакцию. Кислотность зависит от содержания солей, бел­ков, углекислоты, лимонной кислоты и др. Молочная кислота на­капливается в молоке вследствие брожения молочного сахара под действием бактерий. Кислотность выражается в условных едини­цах — градусах Тернера (Т) и определяется числом миллилитров децинормального раствора щелочи, израсходованной на нейтра­лизацию 100 мл молока. По кислотности судят о свежести молока. Кислотность свежевыдоенного молока колеблется в пределах 16...18 °T.
Плотность молока — один из важнейших показателей, харак­теризующих его качество. Она представляет собой отношение массы молока при 20 °С к массе того же объема воды при 4 °С, т. е. показывает, насколько при одинаковых объемах масса молока тя­желее массы воды.
Средняя плотность молока равна 1030 кг/м3 и зависит от содер­жания в нем сухих веществ (жира, сахара, белков). С увеличением количества сухих веществ в молоке (за исключением жира, сред­няя плотность которого равна 922,5 кг/м3) плотность его повыша­ется.
При снятии сливок или прибавлении обрата плотность молока повышается, при добавлении воды понижается.
Под вязкостью молока понимается внутреннее трение его слоев (при относительном их движении), обусловленное силами сцепле­ния между молекулами. Вязкость молока выше вязкости воды и зависит в основном от содержания белков, особенно казеина, и солей. С понижением температуры, а также с увеличением содер­жания жира и сухого обезжиренного молочного остатка вязкость молока возрастает.
Температура замерзания молока ниже, чем воды, и находится в пределах —0,53...-0,57 °С. Различия в температуре замерзания мо­лока зависят от его солевого состава, породы коровы и рационов ее кормления.
По температуре замерзания молока можно контролировать фальсификацию его водой, поскольку изменение температуры за­мерзания пропорционально количеству добавленной в него воды.
Температура кипения молока несколько выше, чем воды, и рав­на 100,2 °С. По мере нагревания физические и биологические свойства молока изменяются. Так, при температуре 50...60 °С на его поверхности появляется пленка, состоящая главным образом из белка и жира, и начинают разрушаться некоторые ферменты. Отстаивание жира ускоряется, так как проявляется способность жировых шариков склеиваться. При температуре 60 °С начинают свертываться и выпадать в осадок нестойкие к температурному воздействию белки молока: глобулин и альбумин. Глобулин пол­ностью свертывается и выпадает в осадок при 75 °С, а альбумин - при 95 °С. При температуре 70...72°С изменения в отстаивании жира не наблюдаются, а с повышением ее способность жира к от­стаиванию несколько замедляется. Нагревание молока до 100°С не оказывает влияния на молочный сахар, но при этом из молока выделяются газы (азот, кислород, диоксид углерода и др.), в ре­зультате чего его кислотность снижается на 0,5...2,0 °Т.
При дальнейшем повышении температуры молочный сахар ча­стично разлагается с образованием молочной, муравьиной и дру­гих кислот, которые на 1...2 °Т увеличивают кислотность продукта.
Глубокое изменение оболочек жировых шариков наступает уже при температуре 100 °С, когда молочный жир вытапливается и объединяется в капли, свободно плавающие на поверхности молока.
Казеин наиболее устойчив к тепловому воздействию. Он свер­тывается лишь при температуре 145 °С и выше. Однако с увеличе­нием кислотности стойкость казеина к свертыванию значительно снижается. Влияет на его свертываемость и время выдержки при высоких температурах: при длительной выдержке молока от казе­ина отщепляется соль кальция, и он выпадает в осадок.
Под действием высоких температур нарушается солевой состав молока. Растворимые фосфорнокислые и лимоннокислые соли переходят в нерастворимые. Выпавшие в осадок нерастворимые соли молока вместе со свернувшимися белками отлагаются на гре­ющей поверхности оборудования, образуя молочный камень. Это приводит к ухудшению теплопередачи и затрудняет циркуляцион­ную мойку пастеризационных установок.

16.2. Зоотехнические требования к оборудованию для
первичной обработки молока

Основной задачей процесса первичной обработки молока явля­ется сохранение на определенный срок исходного его качества для дальнейшей переработки. Оборудование для первичной обработ­ки не должно оказывать вредного воздействия на молоко и изме­нять его первоначальные свойства, а именно:
должно быть изготовлено из материалов, разрешенных Мин­здравом РФ для контакта с молоком и другими пищевыми про­дуктами;
выдерживать действие кислотных и щелочных моющих раство­ров, хорошо очищаться при циркуляционной промывке;
не должно оказывать сильного гидромеханического воздей­ствия на молоко с целью изменения механических свойств послед­него (сбивание и дробление жировых шариков);
в процессе обработки по возможности исключать контакт про­дукта с воздухом;
обработка молока должна осуществляться за короткий период (не более 2 ч), равный периоду бактерицидной фазы молока;
в процессе работы не должно быть потерь продукта;
оборудование для тепловой обработки молока не должно вызы­вать пригарообразование и заметно изменять первоначальные свойства, присущие сырому молоку;
оборудование для очистки молока должно обеспечить тщатель­ное отделение механических примесей от молока и при этом само не должно служить повторным источником бактериальной загряз­ненности молока;
в линиях мини-молокоцехов по переработке молока пути сы­рого и пастеризованного молока не должны пересекаться;
оборудование для охлаждения молока должно обеспечить сни­жение температуры продукта до 4 °С с последующим автоматичес­ким поддержанием этого значения в процессе хранения;
резервуары-охладители для хранения молока должны обладать термостатическими свойствами и не допускать нагрева молока бо­лее чем на 2 "С при хранении в течение суток;
оборудование по приемке молока должно обеспечивать опера­тивную разгрузку автомолокоцистерн с последующим точным из­мерением количества молока и его качественных показателей;
лабораторное оборудование по оценке качества молока должно обеспечивать оперативный и точный экспресс-контроль основных показателей молока с целью определения его качественных пока­зателей.
Выполнение этих и других требований позволяет получить тре­буемое качество молока на фермах, которое регламентирует ГОСТ Р 52054—2003 «Молоко натуральное. Коровье — сырое».

16.3. Государственный стандарт на молоко

В соответствии с ГОСТ Р 52054 молоко подразделяют на три сорта: высший, первый и второй, к которым предъявляют соответ­ствующие требования. Получение молока высокого качества — важнейшая задача, которая немыслима без правильного ведения зоотехнической работы на ферме. Следует знать и учитывать ос­новные производственные факторы, влияющие на качество моло­ка, управляя которыми можно в конечном итоге управлять и каче­ством молока.
Качество молока — это обширный перечень разнообразных по­казателей, который условно можно разделить на две группы.
Первая группа — это показатели, характеризующие состав мо­лока и его структурные характеристики. Показатели этой группы определяются кормлением и свойствами породы коровы.
Для второй группы показателей характерно то, что они зависят от воздействия внешней среды, в том числе от оборудования для содер­жания и доения животных, первичной обработки и хранения молока. Из этой группы стандартом регламентируются бактериальная обсемененность, механическая загрязненность, содержание соматичес­ких клеток, термоустойчивость и кислотность. Первые два показа­теля связаны между собой. На термоустойчивость молока оказывает влияние содержание соматических клеток и кислотность.
Молоко, как известно, является благоприятной средой для раз­вития микроорганизмов, в том числе и болезнетворных. В вымя коровы микробы проникают через каналы сосков. Поэтому реко­мендуется сдаивать первые струйки в отдельную посуду, а после доения каждый сосок обрабатывать специальным дезраствором. Количество микробов в 1 мл зависит от условий содержания и ухода за коровой.
Основными причинами бактериальной обсемененности моло­ка и число бактерий в 1 мл молока, вызванных действием этих причин, являются: не проводится сдаивание первых струек, загрязненная воздушная среда в коровнике, загрязненное вымя, недостаточная мойка и дезинфекция доильного и молочного оборудования, недостаточное охлаждение молока.
Для получения высокого качества молока на ферме необходима хорошая вода. Качество воды, которую брали из кранов молочных блоков ферм, в большинстве случаев не соответствует требовани­ям государственного стандарта.
Молоко, как и любой биологический секрет, обладает важной особенностью — бактерицидностъю, т. е. способностью задержи­вать размножение или уничтожать микробы. Бактерицидная фаза составляет 2...3 ч и зависит от первоначальной обсемененности и температуры хранения. Чем чище парное молоко и ниже темпера­тура его хранения, тем длиннее бактерицидная фаза. Это убедительно ука­зывает на важность предварительного охлаждение молока.
Вторым важнейшим показателем качества молока является содержание в нем. соматических клеток, косвенно характеризующих состояние вымени животного, в том числе заболевание коров маститом. Увеличение количества соматических клеток ведет к снижению термоустойчивости молока, т. е. его способности к коагуляции при тепловой обработке.
Основной причиной увеличения числа соматических клеток является заболевание коров маститом, чаще всего вызванное ма­шинным доением, а именно: нестабильным вакуумным режимом, отключением вакуума, передержками доильного аппарата на вы­мени, плохим техническим состоянием доильного аппарата (неис­правности сосковой резины, пульсатора, вакуум-регулятора, недо­статочная производительность вакуумного насоса). Увеличение числа соматических клеток ведет к снижению продуктивности животных.

16.4. Технологические схемы и оборудование для первичной
обработки молока

К первичной обработке молока на фермах относятся следую­щие основные процессы:
очистка от механических примесей (фильтрационная или цент­робежная);
охлаждение в проточных или емкостных охладителях;
хранение охлажденного молока в резервуарах-охладителях или резервуарах без системы охлаждения, в молочных флягах в холо­дильных камерах;
пастеризация для ферм, неблагополучных по эпизоотии, или для ферм, напрямую реализующих молоко населению.
Температуру охлаждения молока на ферме принимают в зави­симости от продолжительности его хранения после выдаивания.
При поставке молока с фермы непосредственно потребителям его необходимо пастеризовать и охлаждать. В районах Крайнего Севера, а также при поставке молока в детские и лечебные учреж­дения можно исключить пастеризацию на ферме, но при этом обеспечить строгий зооветеринарный контроль и глубокое охлаж­дение (до 4 °С) в бактерицидной фазе. Это молоко должно подвер­гаться термической обработке непосредственно перед употребле­нием, о чем следует указать в сопроводительной документации.
Усовершенствованные схемы технологических линий первич­ной обработки молока разработаны для ферм на 100, 200, 400, 800, 1200, 1600 коров с моноблочной или павильонной застройкой и одной общей молочной, отвечающих нормам технологического проектирования. Для ферм с павильонной застройкой и автономными молочными в каждом коровнике выбор схемы будет опреде­ляться числом коров в последних. Так, для фермы на 800 коров, состоящей из четырех коровников, объединенных в два блока по 400 голов, следует выбирать схемы для молочной фермы на 400 коров. Когда на ферме имеется центральная молочная, куда молоко свозится из отдельно стоящих коровников или других ферм, рекомендуются технологические линии для центральных молочных на 6 и 12 т молока в сутки. Даны также две схемы пасте­ризации молока.
Оборудование в линиях подбирают таким образом, чтобы обес­печивались очистка от механических примесей, охлаждение моло­ка до пределов 4...6 °С и хранение на ферме максимального суточ­ного удоя при двухразовом доении. Производительность линии увязана со средним часовым потоком молока, поступающим от доильных установок.
Для взвешивания молока во флягах предусмотрены платфор­менные весы ВШ-100, в центральных молочных — специальные циферблатные молочные весы СМИ-250 и СМИ-500. При цент­рализованном вывозе молоко учитывают с помощью весов или по мере заполнения цистерны.
В качестве промежуточных емкостей для накопления молока применены молокоприемные баки БМ (ОБМ) вместимостью 250, 500 и 1000л.
Трубчатые фильтры для молока АДМ.09.000 входят в комплект всех доильных установок с молокопроводами: АДМ-8А, УДА-8А, УДА-16А, УДС-ЗБ.
При доении в ведра молоко очищают при сливе его во фляги и резервуары-охладители. На флягу устанавливают специальную це­дилку, в которую вкладывают фильтрующий материал. Применя­ют фильтры из ваты, марли, фланели или лавсановой ткани. Про­должительность использования их различна и зависит от материа­ла. По данным ВНИМИ, один и тот же фильтр из марли (в 4 слоя) применяют не более 30 раз, из фланелевой и вафельной ткани — 130 раз, лавсановой — 540 раз. Ватными фильтрами (в виде тонких дисков) пользуются однократно, заменяя их после процеживания не более 70 л молока. Все остальные фильтры должны подвергать­ся санитарной обработке после каждого использования. Лучший способ дезинфекции марли, фланелевой и вафельной ткани — длительное кипячение. Лавсановую ткань необходимо тщательно стирать и хранить в дезинфицирующем растворе.
Очищать молоко можно также в центробежном молокоочисти-теле. Такой очиститель входит в комплект очистительно-охлади­тельного агрегата ОМ-1А и автоматизированных пластинчатых пастеризационно-охладительных установок. В центробежном очистителе достигается высокое качество очистки молока от ме­ханических и частично бактериальных загрязнений.
Очистительно-охладительный агрегат ОМ-1 предназначен для ферм с доением в переносные ведра. Он включает в себя сепара-тор-молокоочиститель и пластинчатый охладитель. При исполь­зовании ледяной воды (2...3 °С) он обеспечивает охлаждение мо­лока до 5 °С. Для ферм с молокопроводом разработан модернизи­рованный агрегат ОМ-1А, в комплект которого входит центробеж­ный полузакрытый очиститель, работающий под разрежением. Это обеспечивает возможность его работы вместе с доильной уста­новкой без дополнительных насосов и промежуточной емкости. Производительность нового агрегата автоматически регулируется в зависимости от потока молока. Работа очистителя под разреже­нием позволяет практически исключить вредное пенообразование.
Все доильные установки с молокопроводами, кроме УДС-ЗБ, комплектуются центробежным насосом НМУ-6 для подачи моло­ка на обработку и таким же, как в ОМ-1, пластинчатым охладите­лем АДМ.33.000 производительностью 1000 л/ч (при непрерывном равномерном потоке). В пастбищную доильную установку УДС-ЗБ входят диафрагменный насос и вакуумный оросительный охлади­тель производительностью 400 л/ч.
Для охлаждения молока кроме охладителя АДМ.33.000 применя­ют пластинчатую охладительную установку ООТ-М производи­тельностью 3 тыс. л/ч, выпускаемую для молочной промышленнос­ти. Во всех охладителях в качестве хладоносителя используют воду от холодильной установки. Температура охлаждения молока на 2...3 °С выше начальной температуры хладоносителя. Ледяную воду (1...2°С) для проточных охладителей получают от разработанных для сельского хозяйства водоохлаждающих установок мощностью 11,13,21 и 39 кВт - УВ-10, МВТ-14, МВТ-20 и АВ-30.
Кроме проточных теплообменников на фермах используют ре­зервуары-охладители различной вместимости, обеспечивающие охлаждение молока с 32 до 4 °С в течение 3 ч и хранение практи­чески без повышения температуры в течение 20...24 ч.
Применяют резервуары-охладители двух типов. В резервуаре с промежуточным хладоносителем молоко охлаждается ледяной во­дой (от холодильной установки), циркулирующей в межстенном пространстве. В резервуаре с непосредственным охлаждением имеет место теплообмен (через его стенку) между молоком и хлад­агентом холодильной установки, без промежуточного хладоноси­теля — воды.
Для хранения молока, охлажденного до 4 °С в проточном охла­дителе, предназначены резервуары без системы охлаждения (тер­мосы) вместимостью 2500л (В2-ОМВ-2,5, вертикальный), 4000л (В2-ОМГ-4, горизонтальный) и 6300л (В2-ОМГ-6,3, горизонталь­ный).
Выбирают резервуары-охладители и резервуары-термосы с уче­том хранения в них максимального суточного удоя молока.
Пастеризацию молока на фермах с поголовьем 100 и 200 коров рекомендуется проводить в ванне длительной пастеризации вмес­тимостью 600л (Г6-ОПА-600) или 1000л (Г6-ОПБ-1000). Для бо­лее крупных ферм предназначена автоматизированная пластинча­тая пастеризационно-охладительная установка Е8-ОТАМ произ­водительностью 1000 л/ч. В комплект ее входит приемный бачок, молочный насос, сепаратор-молокоочиститель, пластинчатый ап­парат с секциями регенерации, пастеризации, охлаждения и бой­лер для подогрева воды, идущей в секцию пастеризации.
Следует иметь в виду, что установка Е8-ОТАМ комплектуется молокоочистителем, который может работать без перерыва не бо­лее 2,5ч. Для более длительной работы в линию включают еще один молокоочиститель.
Если на ферме имеется пастеризационно-охладительная уста­новка, то в том случае, когда не проводится пастеризация, ее мож­но использовать для охлаждения парного молока.
Санитарную обработку оборудования для доения и первичной обработки молока проводят сразу после окончания охлаждения или опорожнения от молока. При этом молочный насос, фильтр и охладитель молока, входящие в комплект доильной установки, промывают одновременно с доильной установкой циркуляцион­ным способом.
Резервуары-охладители промывают вручную или механизиро­ванным способом, используя насос и распылительную головку, входящие в комплект поставки некоторых резервуаров.
Для ферм с поголовьем 100, 200, 400 коров и доением в пере­носные ведра используется следующая технологическая схема (рис. 16.1). Выдоенное молоко сливают во фляги, которые на тележке перевозят из стойлового помещения в молочную и здесь взвешивают. Из фляг молоко самовсасывающим насосом Е8-36МЦС13-10 подается в резервуар-охладитель, где оно в тече­ние 2...3 ч охлаждается до 4 °С. Если резервуар после одной дойки заполняется более чем наполовину его вместимости, то процесс охлаждения будет свыше 3 ч. На фермах на 100 и 200 коров для ус­корения охлаждения и исключения смешивания парного молока с охлажденным предыдущего удоя можно использовать агрегат, в комплект которого входят молокосборник с насосом НМУ-6, два трубчатых фильтра АДМ.09.000 и охладитель типа АДУ.33.000; производительность его составляет 600...800 л/ч. Охлаждать моло­ко в охладителе АДМ.33.000 можно водой от той же холодильной установки, что работает с резервуаром-охладителем (если исполь­зуются резервуары РПО-1,6 и РПО-2,5). В этом случае вода из ре­зервуара-охладителя передается насосом в пластинчатый охлади­тель, а затем возвращается и холодильную установку, т. е. цирку­лирует последовательно через два охладителя. При использовании резервуаров СМ-1200, ТОМ-2А, РНО-1,6 и РНО-2,5 молоко в пластинчатом охладителе АМД.33.000 охлаждают водой из водо­провода или от отдельной холодильной машины небольшой холо-допроизводительностью (МХУ-8С, УВ-10 или МВТ-14-1-0). При такой схеме молоко быстро охлаждается до 15 °С, затем в течение 2,0...2,5 ч этот процесс продолжается в резервуаре-охладителе.

Рис. 16.1. Технологическая линия обработки молока для ферм с поголовьем 100, 200 и 400 коров (доение в переносные ведра):
1 — фляга; 2— цедилки с фильтром; 3— весы ВШ-100; 4— молочные насосы самовсасываю­щие; 5— холодильная установка; 6— резервуар-охладитель

Для ферм с поголовьем 200, 400 коров и доением в переносные ведра возможна и другая технологическая линия (рис. 16.2). По этой схеме молоко из фляг засасывается в очистительно-охлади­тельный агрегат ОМ-1 или ОМ-1А (самовсасывающим насосом агрегата ОМ-1 или непосредственно молокоочистителем ОМ-1 А) и охлажденное сливается для хранения в резервуар-термос.

Рис. 16.2. Технологическая линия обработки молока для ферм с поголовьем 400 коров (200 коров при среднегодовой продуктивности стада свыше 4000 кг/гол., доение в переносные ведра):
1 — фляга; 2— весы ВШ-100; 3 — самовсасывающие молочные насосы; 4— очиститель-охла­дитель ОМ-1 или ОМ-1 А (без насоса 3); 5 — холодильная установка АВ-30; 6 — резервуар-термос

На ферме с поголовьем 200 коров при использовании агрегата ОМ-1А может быть достаточна холодильная установка на 100 тыс. кДж/ч мощностью 26 кВт (две установки МВТ-14-1-0). Для хранения молока можно применять резервуар-охладитель с промежуточным хладагентом, используя работающую с ним холо­дильную установку для предварительного охлаждения молока в охладителе агрегата ОМ-1.
На фермах с поголовьем 200 коров вместо агрегата ОМ-1 (ОМ-1 А) можно использовать агрегат ОМ-1.50 (с очисткой молока фильт­рацией). В этом случае нужна холодильная установка МВТ-20-1-0 (при потоке молока до 600 л/ч) или две установки МВТ-14-1-0 (при потоке 600...800 л/ч).
На фермах с поголовьем 200 коров с высокопродуктивным ста­дом (свыше 4 тыс. кг на корову в год) целесообразно охлаждать молоко в потоке в пластинчатом охладителе с последующим хра­нением его в резервуаре-термосе. Такая схема пригодна и для ши­роко распространенной фермы на 400 коров, состоящей из двух коровников по 200 коров, с доением на установке УДА-8А «Тан­дем» или УДА-16А «Елочка». В этом случае при среднем часовом потоке молока от доильной установки до 400 л/ч используют хо­лодильную установку МВТ-14-1-0, 400...600 л/ч — установку МВТ-20-1-0, 600...800 л/ч — две установки МВТ-14-1-0 и при по­токе свыше 800 л/ч — АВ-30.
Схема для ферм с поголовьем 800, 1200 и 1600 коров и доением в специальном помещении на нескольких однотипных установках (рис. 16.3) предусматривает использование вместо нескольких охладителей АДМ.33.000, входящих в комплект доильных установок, одного общего охладителя производительностью 1000 (АДМ.33.000) или 3000 л/ч (ООТ-М). Для равномерной загрузки охладителя мо­локо, поступающее от молокопроводов доильных установок, со­бирается в приемный бак 4, а из него подается насосом в охлади­тель 6. Бак должен быть оборудован устройством для автоматичес­кого включения и выключения молочного насоса, чтобы исклю­чать засасывание в охладитель воздуха, когда в баке нет молока. Охладитель АДМ.33.000 может использоваться с двумя-тремя ус­тановками УДА-8А в том случае, если средний часовой поток мо­лока от них не превышает 1000 л/ч. При большем потоке приме­няют охладитель ООТ-М.

Рис. 16.3. Технологическая линия обработки молока для ферм с поголовьем 800, 1200 и 1600 коров (доение в специальном помещении):
1 — молокосборник; 2, 5 — молочные насосы НМУ-6 и Г2-ОПБ; 3— фильтр АДМ.09.000; 4 — молокоприемный бак; 6— охладитель АДМ. 13.000 или ООТ-М; 7— резервуары для хранения молока; 8 — холодильные установки


Для охлаждения молока до 4 °С в аппарате АДМ.33.000 нужна холодильная установка АВ-30. При доении на двух установках АДМ-8, на двух-трех установках УДА-8А поток молока обычно не превышает 2000 л/ч, поэтому для охлаждения в ООТ-М можно ис­пользовать 2...3 холодильные установки МВТ-20-1-0 (при потоках 1200...1800 л/ч) или две установки АВ-30 (при потоке до 2000 л/ч).
Для охлаждения молока до 4 °С в молочной на 6 т используют агрегат ОМ-1 (ОМ-1А), в молочной на 12т — пластинчатую охла­дительную установку ООТ-М. Размер и число резервуаров-термо­сов для хранения выбирают в зависимости от производительности молочной. Для охлаждения молока до 4 °С в агрегате ОМ-1 требу­ется холодильная установка АВ-30, в агрегате ООТ-М — две такие же установки.
Для пастеризации молока в молочных устанавливают автома­тизированную пластинчатую пастеризационно-охладительную установку типа ОПФ-1-300 (рис. 16.4).

Рис. 16.4. Установка ОПФ-1-300:
1 — молокоприемный бак вместимостью 500 л; 2— приемный бак; 3,7— насосы молочный и для горячей воды; 4 — центробежный очиститель; 5— выдерживатель; 6— пластинчатый пастеризационно-охладительный аппарат; 8 — бойлер; 9 — резервуар для хранения молока; 10 — холодильные установки с насосом для циркуляции хладагента (МВТ-20-1-0)

Сырое молоко направля­ется самотеком или под напором в приемный бак, откуда насо­сом Г2-ОПА (36МЦ 10-20) подается в секцию регенерации аппа­рата для нагрева до 40 °С. Молоко при этой температуре очищает­ся от механических примесей в центробежном сепараторе-молокоочистителе ОМ-1 и затем проходит дальнейший нагрев в секции регенерации, а после в секции пастеризации. Теплоноси­телем в секции пастеризации, где происходит окончательный на­грев молока, служит горячая вода, которая циркулирует в замкну­том контуре: инжектор, бойлер, насос центробежный 2K-20-I8 (К 2-9), секция пастеризации. Пастеризация проводится при темпе­ратуре 90 °С с выдержкой 300 с. Из секции пастеризации аппарата молоко идет к автоматическому клапану возврата. Если темпера­тура соответствует заданной, клапан направляет молоко в выдерживатель, а затем на дальнейшее охлаждение в секциях регенера­ции и водяного охлаждения. Если температура молока ниже тре­буемой, клапан срабатывает на возврат молока в уравнительный бак для повторной обработки. Хладагентом в секциях охлаждения служат вода холодная (12...15 °С) и ледяная (2...4 °С). Ледяная вода получается от холодильной установки МВТ-20-1-0. Для охлаждения в секции используется артезианская вода, или при ее недо­статке можно получать воду указанной температуры от второй хо­лодильной установки МВТ-20-1-0. Таким образом, для охлажде­ния пастеризованного молока до 4 °С в установке ОПФ-1-300 не­обходимы одна либо две холодильные установки холодопроизводительностью 75 тыс. кДж/ч.
Схема пастеризации молока в ванне длительной пастеризации представлена на рис. 16.5. После наполнения данной ванны моло­ком включают мешалку, подают в межстенное пространство воду и пар. Нагретое до требуемой температуры молоко выдерживают в ванне в течение необходимого при этой температуре времени. Для охлаждения молока в теплообменную рубашку подают холодную воду, которая омывает днище и боковую поверхность рабочей ван­ны, а затем сливается через отводную трубу. После охлаждения до 30 °С молоко насосом перекачивается в резервуар-охладитель (предварительно оно может быть охлаждено в пластинчатом охла­дителе), где охлаждается до 4 °С и хранится до отправки из хозяй­ства.


Рис. 16.5. Линия пастеризации молока с ванной длительной пастеризации:
1, 3— насосы молочные НМУ-6 или самовсасывающие Е8-36МЦС13-10 и Г2-ОПА; 2— ванна длительной пастеризации Г6-ОПА-600 или Г6-ОПБ-1000; 4 — холодильная установка; 5 — ре­зервуар-охладитель

16.5. Оборудование для очистки молока

Наиболее распространенный способ очистки молока на фермах — фильтрование. Имеется большое количество разновидностей фильтров, в качестве рабочих элементов которых применяют ват­ные диски, марлю, фланель, бумагу, металлическую сетку, синте­тические материалы и др.
Ватные диски с гладкой или «вафельной» поверхностью хорошо очищают молоко и не требуют специального ухода. Использован­ные ватные диски заменяют новыми.
Медленная фильтрация молока через такие фильтры требует увеличения емкости фильтровальной камеры.
Марлевые фильтры обычно используются на фермах. Однако такие фильтры быстро изнашиваются, загрязняются и не обеспе­чивают высокой степени чистоты молока.
Все большее применение на фермах находят фильтры из бумаги и синтетических тканей (энанта, лавсана и др). При правильном использовании 1 м фильтровальной ткани из лавсана заменяет 40м марли. Одноразовые бумажные фильтры по сравнению с фильтрами многоразового использования позволяют получать мо­локо с меньшей механической загрязненностью.
Цедилки применяют для фильтрации молока, поступающего порциями. Они позволяют сгладить поток фильтруемого молока.
Цедилка состоит из чашеобразного корпуса 7 (рис. 16.6), двух
конических решеток 4 и о, фильтру­ющего элемента 5, грязевого жело­ба 3 и распорного кольца 2.
Конусовидная форма решеток увеличивает фильтрующую поверх­ность, а также способствует лучшему отделению загрязнений. Нераство­ренные загрязнения скользят по стенкам решетки в желобок, откуда удаляются при про­мывке или замене фильтра.

Рис. 16.6. Цедилка:
1 — корпус; 2 — распорное кольцо; 3 — грязевой же­лоб; 4, 6 — решетки; 5 — фильтрующий элемент

Рис. 16.7. Цилиндрический фильтр:
1 — кольцо; 2 — фильтрующий элемент; 3 — корпус; 4,6— уплотнительные про­кладки; 5 — каркас, 7 — переходник; 8 — гайка

Цилиндрический фильтр применяют для фильтрации молока в потоке на доильных установках. Такой фильтр представляет собой цилиндрический элемент, выполненный из нержавеющей стали. Внутри корпуса 3 (рис. 16.7) фильтра имеется каркас 5, на кото­рый надевается фильтрующий элемент 2, закрепляемый резино­вым кольцом /. Уплотнение фильтра в корпусе достигается рези­новыми прокладками.
Работает фильтр следующим образом. Молоко, текущее по мо-локопроводу, попадает в корпус фильтра, просачивается через фильтрующий материал, на котором оседают механические части­цы, и поступает в охладитель. Перед циркуляционной промывкой фильтрующий элемент удаляют из корпуса фильтра.
Для фильтрации молока в высокопроизводительных молочных линиях применяют конические и дисковые фильтры как в оди­нарном, так и в парном исполнении производительностью 500...20000дм3/ч.
Конический фильтр состоит из корпуса 3 (рис. 16.8), который снабжен подводящим 8 и отводя­щим 7 патрубками, а также крыш­кой 2 с вентилем 1 для выпуска воздуха. Внутри корпуса помеще­на молокоприемная чаша 4 с фильтрующим элементом 5, в ка­честве рабочего элемента которого используют лавсан. Для отсоеди­нения фильтра во время его про­мывки и чистки на отводном пат­рубке установлен кран 6.
Герметизация прилегания крышки достигается резиновым шнуром прямоугольного сечения, уложенным в паз крышки. К корпусу крышка крепится при помощи специальных колпачковых гаек.

Рис. 16.8. Конический фильтр:
1 — вентиль; 2 — крышка; 3 — корпус; 4 — моло­коприемная чаша; 5 — фильтрующий элемент; 6 — спускной кран; 7, 8 — патрубки

Молоко через патрубок 8поступает в корпус фильтра, просачи­вается через фильтрующий элемент 5 и выходит из фильтра через кран в патрубок 7. По мере накопления осадка на фильтрующей ткани пропускная способность фильтра уменьшается.
Длительность безразборной работы конических фильтров в за­висимости от загрязненности молока составляет З...4ч. После за­сорения фильтрующего элемента работу фильтра прекращают и сменяют фильтрующую ткань. Для непрерывного процесса в мо­лочной линии устанавливают два попеременно работающих филь­тра, расположенных параллельно и соединенных трехходовым краном.
Дисковые фильтры отличаются от конических и других испол­нений развитой фильтрующей поверхностью, которая может регу­лироваться набором дисков 2 (рис. 16.9), покрытых фильтрующи­ми элементами 1 и закрепленных стопорами 3.
Длительность безразборной работы фильтров такой конструк­ции несколько ниже, чем конических, и для одинарного исполне­ния равна 2...3 ч.
Для очистки молока в поточной производственной линии наи­более удобен центробежный очиститель, который в отличие от фильтров не нуждается в смен­ных фильтрующих материалах.

Рис. 16.9. Дисковый фильтр:
1 — фильтрующий элемент; 2 — диск; 3 — стопор

Центробежный очиститель состоит из следующих основных узлов: барабана 7 (рис. 16.10), приводного механизма 2, приемно-выводного устройства, электродвигателя и станины 7.
В чаше Останины приводно­го механизма укреплены два тормоза Зддя быстрой останов­ки барабана после выключения электродвигателя, а также два стопора 9, удерживающие бара­бан от произвольного враще­ния при разборке и сборке. Ос­нование барабана закрепляется на веретене приводного меха­низма с помощью фигурной гайки 5.

Рис. 16.10. Центробежный очисти­тель:
1 — станина; 2 — приводной механизм; 3 — тормоз; 4 — чаша станины; 5 — гайка крепления барабана; 6 — патрубок вывода молока; 7— барабан; 8— прижим; 9 — стопор; 10 — пробка для залива масла; 11 — пульсатор; 12 — указатель уровня масла; 13 — пробка слива масла

Приемно-выводное уст­ройство крепится к кожуху гайкой, а кожух к чаше ста­нины — прижимами 8. При­водной механизм размещен в станине, масляная ванна которой имеет отверстия для залива масла и его выпуска, закрываемые соответственно пробками 10 и 13. Уровень масла контролируется указа­телем 12, а число оборотов барабана — пульсатором 11.
Основной рабочий орган центробежного очистителя — барабан. На его основании 8 (рис. 16.11) в специальной проточке устанавливается тарелкодер-жатель 1, положение которого фиксируется штифтом 9.

Рис. 16.11. Барабан очистителя:
1 — тарелкодержатель; 2 — пакет тарелок; 3 — разделительная тарелка; 4 — крышка; 5 — гайка; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — шпонка; 8 — основание; 9 — штифт

Наружная поверхность тарелкодержателя имеет три шлица, на которые укладывается пакет промежуточных конических тарелок 2 Для удобства сборки все тарелки в барабане пронумерованы. На пакет промежуточных тарелок укладывается разделительная та­релка 3. Сверху барабан закрывается крышкой 4, которая вместе с тарелкой 3 образует напорную камеру.
Герметичность барабана между его основанием 8 и крышкой 4 обеспечивается уплотнительным кольцом 6. Положение крышки относительно основа­ния фиксируется шпонкой 7. Для соединения крышки с осно­ванием служит гайка 5, имеющая левую трапецеидальную резьбу, что устраняет возможность самоот­винчивания гайки во время работы.
Приводной механизм состоит из горизонтального вала, связанного с вертикальным валом-веретеном вин­товой парой. Вращение горизонталь­ному валу от электродвигателя пере­дается через фрикционную муфту, которая обеспечивает постепенный разгон барабана до рабочей скорости.
Технологическая схема очистки представлена на рис. 16.12. Молоко через дроссель, установленный на выходе из насоса с заданной производительностью, поступает в центральную трубку барабана, а затем в нижнюю часть тарелкодержателя и выводится к перифе­рии барабана. Под действием напора молоко проходит по зазорам между тарелками от периферии к центру.
Центробежными силами, развиваемыми в барабане, тяжелые частицы (механические примеси) отбрасываются к стенкам бара­бана, образуя на них плотный осадок, который удаляют из бараба­на после остановки.
Очищенное молоко вытесняется к центру барабана и попадает в напорную камеру, где захватывается неподвижным диском от­водного устройства и подается на дальнейшую обработку (пасте­ризацию, охлаждение).

Рис. 16.12. Технологическая схема центробеж­ной очистки:
1 — напорный диск; 2 — тарелки; 3 — грязевая ка­мера

16.6. Оборудование для охлаждения молока

Охлаждение может быть естественным и искусственным. Есте­ственным называется охлаждение тел в результате их теплообмена с окружающей средой (водой, атмосферным воздухом или поч­вой). Окружающая среда при этом должна иметь более низкую температуру, чем охлаждаемое тело.
Наиболее простым из естественных способов охлаждения мо­лока на фермах является охлаждение его артезианской водой. Температура артезианской воды колеблется в пределах 2...8 °С, что позволяет при использовании эффективных теплообменников по­лучать молоко температурой не выше 10 °С. Основной недостаток такого способа — большой расход воды на охлаждение.
Охлаждение молока посредством льда, намораживаемого в зимний период, всегда широко применялось на фермах. Заготовка льда при этом осуществляется:
послойным намораживанием льда на горизонтальных площад­ках, прилегающих к ферме;
вырезкой льдин из водоемов;
наращиванием ледяных сосулек на эстакадах-градирнях.
Первые два способа наряду с невысокой трудоемкостью намо­раживания отличаются большими затратами труда на разрезание льда и транспортировку его в помещение молочной. Трудоемкость скалывания ледяных сосулек незначительна, однако срок хране­ния такого льда невелик.
Получение молока на промышленной основе в настоящее вре­мя уже немыслимо без искусственных источников холода.
Искусственным называется охлаждение тел в результате их теп­лообмена с холодильными агентами, кипящими при низких тем­пературах. Искусственное охлаждение проводится при помощи холодильных машин. Наибольшее распространение в промыш­ленности, быту и сельском хозяйстве получили паровые компрес­сионные холодильные машины.
Для охлаждения молока на животноводческих фермах и комп­лексах промышленность выпускает поточные (типа МКТ или МВТ) и аккумуляционные (типа МХУ-8С) водоохлаждаюшие хо­лодильные машины.
В случае использования доильных установок унифицированно­го ряда с молокопроводом очистку и охлаждение молока проводят при помощи тканевого молочного фильтра (фильтрование через лавсановую ткань) и пластинчатого охладителя ОМ-1500, подклю­ченного к холодильной установке. Это оборудование входит в комплект соответствующей доильной установки и размещается в помещении молочной фермы.
При использовании установок с доильными ведрами для луч­шей очистки и охлаждения молока в фермерской молочной созда­ют поточную технологическую линию с очистителем-охладителем молока ОМ-1А, с водоохладительной установкой (одна или не­сколько, установленных параллельно) и резервуарами сбора и вре­менного хранения охлажденного продукта.
Очиститель-охладитель молока ОМ-1А предназначен для цент­робежной очистки и охлаждения молока на молочных фермах. Он агрегатируется с доильными установками, имеющими молокопро-вод, а также с установками для доения в переносные фляги. ОМ-1А работает одновременно с доильной установкой, завершая поточ­ную технологическую линию доения и первичной обработки мо­лока. Охлаждающей жидкостью является вода из холодильной ус­тановки или скважины.
Очиститель-охладитель молока состоит из центрифуги 3 (рис. 16.13), охладителя молока 6, смонтированных на плите, а также шлангов: вакуумного 7, подвода молока 4, подачи очищен­ного молока 5 в охладитель. Центрифуга 3 включает в себя бара­бан, приводной механизм с электродвигателем 1 и приемно-вы-водное устройство. Для остановки барабана после выключения электродвигателя и фиксации его при сборке и разборке в чаше приводного механизма установлены два тормоза и два стопора.

Рис. 16.13. Конструктивно-технологи­ческая схема очистителя-охладителя мо­лока ОМ-1А (с доильными установками, имеющими молокопровод):
1 — электродвигатель; 2 — станина с привод­ным механизмом; 3 — центрифуга; 4, 5, 7 — шланги; 6 — охладитель молока; 8 — тройник доильной установки; 9 — молокоприемник доильной установки; 10 — корпус фильтра доильной установки; 11 — выход молока

Молоко температурой 24...36 °С из корпуса фильтра 10 доиль­ной установки с молокопроводом под действием вакуума, подво­димого шлангом 7 от молокоприемника 9 к штуцеру приемо-выводного устройства, подается в межтарелочные пространства вра­щающегося барабана центрифуги. Под действием центробежной силы находящиеся в молоке примеси отбрасываются к стенке гря­зевой камеры и остаются в ней. Очищенное молоко, пройдя меж­ду тарелками барабана, напорным диском нагнетается в межплас­тинчатые каналы охладителя 6 и, отдав теплоту встречному потоку охлаждающей воды, поступает в молочный резервуар. Холодная вода из водоохлаждающей установки насосом нагнетается в сосед­ние по отношению к молочным водяные межпластинчатые кана­лы охладителя. Пройдя навстречу потоку молока и охладив его, она направляется обратно в установку.
При агрегатировании ОМ-1А с доильными установками со сбо­ром молока в переносные фляги (АД-100Б, ДАС-2В) молоко заса­сывается в очиститель благодаря вакууму, подводимому от вакуум­ного крана на вакуум-проводе. Конец шланга 4, оборудованный клапаном и поплавком, опускают во флягу, откуда молоко посту­пает в центрифугу.
Пропускная способность очистителя-охладителя составляет до 1200 л/ч, мощность электродвигателя — 1,5 кВт. Количество очи­щаемого молока до выгрузки накопленного осадка (при его за­грязнении до 0,06 %) составляет не менее 2500 кг.
Различают резервуары-охладители молока с промежуточным хладагентом (охлажденной водой) — РПО-1,6, ТОМ-2А, и резер­вуары с непосредственным охлаждением — МКА-2000Л-2А.
Резервуар-охладитель РПО-1,6, предназначенный для охлажде­ния молока на фермах с поголовьем до 200 коров, выполнен в виде молочной ванны 8 (рис. 16.14), которая имеет форму разрезанного по длине горизонтально лежащего цилиндра. Сверху ванна на­крыта большими прямоугольными крышками 3, имеющими люки с крышками 6. Круглые люки служат для заливки молока и про­ветривания резервуара. Ванна имеет охлаждающую рубашку, ко­торая образована стенкой ванны и основанием резервуара. Снару­жи резервуар закрыт кожухом с термоизоляцией. В средней части ванны установлены лопастная мешалка 9 с приводом и электро­контактный термометр 4. Мерная линейка 7 отградуирована в литрах. Молоко заливают, используя молочный насос, через сбра­сыватель 2, предотвращающий пенообразование, а сливают через сливной кран 1.

Рис. 16.14. Резервуар-охладитель молока РПО-1,6:
1 — сливной кран; 2— сбрасыватель молока; 3— крышки ванны; 4 — термометр; 5— электро­двигатель с редуктором привода мешалки; 6— крышка люка; 7— мерная линейка; S— молоч­ная ванна; 9 — мешалка

Промежуточный хладагент (охлажденная вода) самотеком по­ступает из водоохлаждающей установки (ТХУ-14 или др.) в охлаж­дающую рубашку, где циркулирует по направляющим каналам, обеспечивающим турбулизацию его потоков и теплообмен. Он ох­лаждает дно ванны и перемешиваемое молоко, а затем насосом из охлаждающей рубашки резервуара подается в водоохлаждающую установку для передачи теплоты циркулирующему в ней хладону, который, в свою очередь, передает эту теплоту потоку воды в кон­денсаторе установки.
Резервуар РПО-2,5 отличается от РПО-1,6 в основном большей вместимостью.
Холодильные машины типа МВТ (МВТ-14-1-0, МВТ-20-1-0, МВТ-25-1-0) с воздушным охлаждением конденсатора, типа МКТ (МКТ-14-2-0, МКТ-20-2-0, МКТ-28-2-0) с водяным охлаждени­ем конденсатора и типа ТХУ (ТХУ-14, ТХУ-23, ТХУ-37), а также ОТ-10-2-0 с нагревом воды для технологических нужд предназна­чены для охлаждения воды, используемой в качестве источника холода (хладагента), для охлаждения молока в проточных и емкос­тных охладителях.

16.7. Использование естественного холода для охлаждения молока

Для снижения энергозатрат в процессе охлаждения молока в холодный период года используют естественный холод (холодный воздух, лед). Заготовка льда и организация льдохранилищ — тру­доемкий процесс, проще использовать охлаждение холодным воз­духом. При этом вместо холодильной машины (искусственный хо­лод) применяется градирня — оборудование для охлаждения про­межуточного теплоносителя (воды) и превращения ее в ледяную воду.
Сами технологические схемы охлаждения молока принципиаль­но не меняются, а лишь меняется оборудование для получения ледя­ной воды. Принципиальная схема для охлаждения воды потоком воздуха представлена на рис. 16.15.

Рис. 16.15. Схема для охлаждения воды воздушным потоком:
1 — холодный воздух; 2 — вентилятор; 3 — жалюзи; 4 — труба с форсунками; 5 — резервуар; 6 — ледяная вода; 7 — отепленная вода

Отработанная отепленная вода из пластинчатого или емкостного теплообменника поступает в рас­пылительную трубу с форсунками 4, из которых вода выходит то­ненькими струйками и направля­ется навстречу потоку холодного воздуха, создаваемого вентилято­ром 2. При этом происходят дроб­ление водяных струек на отдель­ные капли, смешивание с возду­хом и интенсивное охлаждение воды. Ледяная вода (0,5...1,0°С)
стекает на дно резервуара и оттуда насосом подается обратно в теплообменник для охлаждения молока. Данное устройство рас­полагается на открытом воздухе в непосредственной близости от стены молочного блока и подключается к линии охлаждения мо­лока посредством теплоизолированных трубопроводов. Поток воздуха может регулироваться жалюзи 3 для изменения степени охлаждения и предотвращения замерзания капелек воды при низ­ких температурах воздуха.

16.8. Оборудование для пастеризации молока

Пастеризацию молока проводят с целью уничтожения находя­щихся в нем бактерий при помощи пастеризаторов или пастериза-ционно-охладительных установок.
Пастеризаторы разделяют:
по способу тепловой обработки молока — термические и хо­лодные;
по источнику использования энергии — паровые, электричес­кие с омическим или индукционным нагревом, инфракрасной ра­диации, ультрафиолетовые облучатели и высокочастотные вибра­торы;
по характеру выполнения процесса — аппараты непрерывного и периодического действия.
Наиболее распространенные режимы термической пастериза­ции молока: длительная, кратковременная и мгновенная.
Длительную пастеризацию проводят в двустенных ваннах дли­тельной пастеризации (ВДП), оборудованных мешалками. При температуре нагрева молока в интервале 63...65 °С его выдержива­ют в течение 30 мин.
Кратковременную тонкослойную пастеризацию осуществляют на автоматизированных пластинчатых пастеризационно-охлади-тельных установках с двадцатисекундной выдержкой молока при температуре 76 ± 2 °С.
Мгновенную тонкослойную пастеризацию ведут в пастеризато­рах с вытеснительными барабанами при температуре молока 85...87 "С без дальнейшей его выдержки.
На крупных молокоперерабатывающих предприятиях приме­няют высокотемпературную обработку пищевых жидкостей — стерилизацию с целью более длительного хранения продукта. Вы­сокотемпературная обработка молока происходит под давлением 150...200кПа при температуре 100...140 °С.
Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка типа Б6-ОП2-Ф-1 предназначена для центробежной очистки от меха­нических примесей, пастеризации (с выдержкой при температуре пастеризации) и охлаждения молока на животноводческих фермах и комплексах без использования пара от котельных.
Установка Б6-ОП2-Ф-1 (рис. 16.16) состоит из пластинчатого теплообменника 6, центробежного молокоочистителя 10, трубча­того выдерживателя 18, молокоприемного бака 13, молочного на­соса 11 и насоса горячей воды 1, электроводонагревателя 2, водо-и молокопроводов, перепускного клапана 16, пульта управления 15.
Пластинчатый тегатообменный аппарат имеет пять секций: I — пастеризации; II и III — регенерации; IV — охлаждения артезиан­ской водой; V — охлаждения ледяной водой. Секции разделены между собой разделительными плитами, имеющими штуцера для подвода и отвода соответствующей жидкости.
Рабочий процесс установки полностью автоматизирован. Мо­локо из емкости подается в молокоприемный бак 13, откуда насо­сом 11 перекачивается в секцию III регенерации теплообменника 6, где подогревается идущим на охлаждение молоком (температу рой 35...50°С) и поступает в молокоочиститель 10. Очищенное молоко подается в секцию II регенерации, подогревается до тем­пературы 60...75 °С молоком, идущим из выдерживателя 18, и по­ступает в секцию I пастеризации. В ней молоко нагревается цир­кулирующей водой до температуры 65...94 °С в зависимости от за­данного режима и через перепускной клапан 16 подается в выдер­живатель 18, где находится в течение 30...300 с. Из выдерживателя молоко последовательно поступает в секции II и III регенерации, отдает теплоту встречному потоку молока, а затем — в секции I V и V, где охлаждается холодной и ледяной водой до температуры 8 °С и направляется в резервуар-термос.

Рис. 16.16. Технологическая схема пастеризационно-охладительной установки Б6-ОП2-Ф-1:
1 — насос горячей воды; 2 — электроводонагреватель; 3 — трубопровод возврата воды; 4 — вход холодной воды; 5 — выход молока; 6 — пластинчатый теплообменник; 7— вход ледяной воды; 8 — молокопровод; 9 — выход холодной воды; 10 — молокоочиститель; 11 — молочный насос; 12 — перепуск молока; 13 — молокоприемный бак; 14 — поток молока из танка; 15 — пульт управления; 16— перепускной клапан; 17— поток молока в выдерживатель; 18— выдерживатель; I...V— секции пластинчатого теплообменника
До заданной температуры молоко нагревается в секции I горя­чей водой, перекачиваемой насосом 1 по замкнутому контуру: электроводонагреватель 2 — насос 1 — секция I теплообменника – электроводонагреватель. Заданная температура воды поддержива­ется автоматически.
Для обеззараживания молока применяют ультрафиолетовые облучатели, состоящие из стальных труб, в которые вставлены с небольшим кольцевым зазором цилиндрические кварцевые лам­пы. Обеззараживание молока происходит во время его движения тонким слоем в кольцевом зазоре под воздействием ультрафиоле­товых лучей лампы.
Для малых ферм, реализующих молоко непосредственно насе­лению, используют пастеризационно-охладительные установки типа ПМР с роторным нагревателем фрикционного типа АО «Агроживмаштехнология».
Установка ПМР-0,2 (рис. 16.17) состоит из следующих основ­ных узлов: роторного нагревателя молока с электродвигателем 10, рекуператора 8, перепускного клапана 15, молокоприемного бака 16, регулирующего крана 4, пульта управления 1, рамы 11, выдерживателя 2, комплекта трубопроводов и арматуры 9, молоч­ного насоса 7, опрокидывающего устройства б, охладителя молока пластинчатого 5.

Рис. 16.17. Общий вид установки ПМР-0,2:
1 — пульт управления; 2 — выдерживатель; 3 — манометр; 4 — регулировочный кран; 5 — пла­стинчатый охладитель; 6— опрокидывающее устройство; 7— молочный насос типа НМУ-6; 8— рекуператор; 9 — соединительные трубопроводы; 10 — роторный нагреватель в сборе с электродвигателем; 11 — рама; 12— патрубок подачи молока в бак; 13 — датчик уровня; 14 — термометр сопротивления; 15 — клапан перепускной в сборе с приводом; 16— молокоприем­ный бак

Рекуператор молока 8 пластинчатого типа состоит из станины, которая закреплена на раме. Пакет пластин секций рекуперации сжимается посредством стяжных шпилек и нажимной плиты. Пластины в пакетах имеют уплотнительные прокладки, обеспечи­вающие разделение потоков сырого и пастеризованного молока.
Устройство пластинчатого охладителя молока 5 соответствует устройству рекуператора молока и отличается от него количеством и компоновкой пластин.
Перепускной клапан 15 предназначен для возврата молока в систему рекуперации при снижении температуры пастеризации на 2 °С ниже заданной. Он состоит из корпуса, передвигающегося штока, клапана с двусторонним уплотнением, редуктора, электро­двигателя и микропереключателя.
Молокоприемный бак 16 предназначен для поддержания опти­мального объема молока в процессе пастеризации и его подачи молочным насосом через фильтр в рекуператор и нагреватель. При падении уровня молока ниже заданного датчик нижнего уровня 13 включает сигнализацию. Для предотвращения перепол­нения молокоприемного бака имеется поплавковый клапан, пере­крывающий подачу молока.
Выдерживатель 2 предназначен для выдерживания в нем нагре­того молока при температуре пастеризации в течение 15...20 с для завершения бактерицидного действия температуры — подавления патогенной микрофлоры молока. Он выполнен в виде полого ци­линдра. Внутри цилиндра продукт совершает винтообразные движения снизу вверх, что обеспечивает необходимую выдержку по времени. Снаружи выдерживатель закрыт теплозащитным кожу­хом. В верхней части крышки выдерживателя предусмотрена кап­сула для установки нертутного стеклянного термометра.
Молоко из доильной установки или накопительной емкости подается в молокоприемный бак, откуда молочным насосом зака­чивается в рекуператор, где подогревается встречным потоком па­стеризованного молока.
Из рекуператора молоко поступает в роторный нагреватель, где оно доводится до температуры пастеризации и прокачивается че­рез перепускной клапан, выдерживатель, секцию рекуперации, секцию охлаждения и направляется в емкость для сбора и хране­ния. Если температура молока ниже заданной, то перепускной клапан срабатывает и направляет молоко в систему рекуперации для повторного нагрева. При этом срабатывает световая и звуко­вая сигнализации, предупреждая о том, что посредством регулиру­ющего крана необходимо уменьшить производительность. Темпе­ратура молока записывается на диаграммном диске. Пастеризо­ванное молоко из рекуператора поступает в пластинчатый охлади­тель, где охлаждается хладагентом холодильной установки или артезианской водой до температуры 4...8 °С и поступает в емкость для сбора и хранения. Емкость для сбора и хранения молока долж­на быть изготовлена из нержавеющей стали. Схема движения мо­лока в пастеризационной установке показана на рис. 16.18.

Рис. 16.18. Схема движения молока в пастеризационной установке ПМР-0,2:
1 — нагреватель; 2 - термометр; 3 — клапан; 4 — бак; 5 — молочный насос типа НМУ-6; 6 — фильтр; 7 — теплообменник; 8 — вьшерживатель; 9 — кран проходной

16.9. Оборудование для сепарирования молока

Сливки можно получать двумя путями: естественным отстоем и сепарированием молока. Оба способа основаны на разнице между плотностью жира и других составных частей молока.
В покоящемся молоке жировые шарики всплывают на поверх­ность, однако скорость всплывания их невелика и составляет все­го несколько миллиметров в час. Поэтому весь процесс отстоя мо­лока для получения жира продолжителен — 10...30 ч. Кроме того, требуются большие помещения для размещения оборудования, а в снятом (обезжиренном) молоке остается еще значительная часть жира.
Скорость всплывания жировых шариков в молоке, находящем­ся в покое, пропорциональна действующему на него ускорению силы тяжести, которое по своему значению в тысячи раз меньше центростремительного ускорения, развиваемого при вращатель­ном движении.
При замене ускорения силы тяжести центростремительным ус­корением достигается быстрое и тщательное отделение жира от молока, а также становится возможным непрерывно-поточное от­деление жира, которое производится в современных машинах, на­зываемых сепараторами.
По назначению сепараторы подразделяют на следующие группы:
сепараторы-сливкоотделители для разделения цельного молока на сливки и обрат и одновременной очистки полученных компо­нентов от загрязнений;
сепараторы-нормализаторы для получения в потоке молока оп­ределенной жирности;
сепараторы-классификаторы для очистки молока, а также раз­дробления и получения однородных по величине жировых шариков;
универсальные сепараторы, осуществляющие все перечислен­ные выше операции.
По исполнению сепараторы могут быть:
открытыми (поступление молока и отвод продуктов переработ­ки осуществляются открытыми потоками);
полузакрытыми (открытое поступление молока и закрытый от­вод сливок и обрата);
герметическими (процесс сепарирования происходит без со­прикосновения с окружающей средой).
Сепараторы, применяемые на животноводческих фермах, как правило, имеют ручную (периодическую) выгрузку осадка из ба­рабана и ручной или электрический привод.
Сепараторы предназначены для разделения цельного молока на сливки и обрат (обезжиренное молоко), а также для очистки молока от загрязнений.
Полученные на сепараторе сливки, а также продукты их даль­нейшей переработки имеют более высокие вкусовые свойства, чем при отстойном способе их производства. Кроме того, содер­жание жира в обрате снижается в два раза по сравнению с его ко­личеством при отстойном способе разделения молока.
Основные требования к сепаратору:
высокая степень обезжиривания молока; возможность регулирования жирности сливок в заданных пре­делах; быстрота сепарирования и очистки молока; непрерывность и автоматизация процесса сепарирования; отсутствие пены в обезжиренном молоке и сливках; продолжительная работа без остановок; удобство эксплуатации и обслуживания; соответствие санитарным требованиям; долговечность и надежность в работе; невысокая энергоемкость.
Сепаратор (рис. 16.19) включает в себя следующие основные узлы: станину 1, барабан 6, приводной механизм 10 и приемно-выводное устройство.

Рис. 16.19. Сепаратор:
1 — станина; 2 — веретено; 3 — горловая опора; 4— стопорный винт; 5 — колпак; 6 — барабан; 7— кронштейн; 8 — тормоз; 9— го­ризонтальный вал; 10— приводной меха­низм
Основание 7 (рис. 16.20) барабана устанавливается на веретено 2 (см. рис. 16.19) и закрепляется гайкой 3 (см. рис. 16.20) с левой резьбой, что исключает самоотвинчивание основания при враще­нии барабана. На специальную проточку основания ставят тарел-кодержатель 15 и фиксируют его с помощью штифта.

Рис. 16.20. Барабан сепаратора:
1 — основание; 2 — уплотнительное кольцо; 3 — гайка крепления барабана; 4 — кожух; 5 — напорный диск обезжиренного молока; 6 — крышка; 7 — центральная трубка; 8 — патрубок; 9 — воронка; 10 — гайка крепления приемно-отводного устройства; 11 — устройство для отвода сливок; 12 — патрубок для отвода обезжиренного молока; 13 — перегородка; 14 — напорный диск сливок; 15 — тарелкодержатель; 16 — пакет тарелок; 17 — разделительная тарелка

Нижняя часть тарелкодержателя имеет форму усеченного кону­са с отверстиями для прохода молока. На наружной поверхности верхней части тарелкодержателя 15 сделаны выступы для фикса­ции тарелок в определенном положении. На тарелкодержатель в строгой последовательности укладывают пакет тарелок 16, имею­щих шипики для межтарелочных зазоров. Отверстия тарелок об­разуют вертикальные каналы, по которым происходит движение и распределение молока. Сверху пакета тарелок устанавливают вер­хнюю и разделительную 17 тарелки. В камере между коронкой верхней тарелки и разделительной тарелкой расположен напор­ный диск сливок.
Тарелки барабана закрываются кожухом 4, на внутренней сто­роне которого имеются ребра. Кожух устанавливается на основа­ние, фиксируется на нем в определенном положении штифтом и крепится к нему с помощью зажимной гайки. Уплотнение между кожухом и основанием осуществляется резиновым кольцом 2.
В камере верхней части кожуха устанавливается напорный диск 5. Сверху эта камера закрывается крышкой кожуха.
Пространство между стенкой основания барабана и пакетом тарелок служит для сбора загрязнений. Барабан закрывается кол­паком.
Приемно-выводное устройство состоит из приемной воронки 9, центральной трубки 7, приемника обезжиренного молока и сли­вок. Внутри воронки имеется поплавок, обеспечивающий подачу молока в сепаратор в пределах его производительности. Молоко подается в барабан сепаратора через центральную трубку 7, на верхний конец которой навинчена воронка 9. Приемник обезжи­ренного молока и сливок устанавливается на верхний торец кол­пака и крепится к нему специальным прижимом. На приемнике имеются сливкомер и регулирующие краны сливок и обрата.
Разделение молока на сливки и обезжиренное молоко протека­ет в сепараторе следующим образом.
Из поплавковой камеры 1 (рис. 16.21) молоко поступает в цен­тральную трубку 13, по которой опускается в нижнюю часть бара­бана. Затем по каналам, образованным отверстиями пакета проме­жуточных тарелок 10, оно направляется вверх, распределяясь в межтарелочном пространстве. В межтарелочных зазорах жировые шарики прижимаются к нижней поверхности тарелок и по образу­ющим этих тарелок поступают вверх, а обезжиренное молоко дви­гается в противоположном направлении. Примеси осаждаются в грязевом пространстве 11.

Рис. 16.21. Схема разделения молока в сепараторе:
1 — поплавковая камера; 2 — отвод сливок; 3 — отвод обрата; 4 — трубопровод для сли­вок; 5 — разделительнаятарелка; 6 — трубо­провод для обрата; 7 — кожух барабана; 8 — гайка; 9 — тарелкодержатель; 10 — пахет промежуточных тарелок; 11 — грязевое про­странство; 12 —основание барабана; 13 — централь ная трубка

Устройство для отвода обезжиренного молока и сливок из ба­рабана полугерметического сепаратора показано на рис. 16.22.


Рис. 16.22. Устройство для отвода обезжиренного молока и сливок:
1 — центральная трубка; 2 — обрат; 3 — на­порный диск обезжиренного молока; 4 — ко­жух барабана; 5 — разделительная тарелка; 6— верхняя тарелка; 7— наклонные каналы; 8— напорный диск сливок; 9— перегородка; 10 — крышка; 11 — отводное устройство; 12 — сливки; 13 — гайка

В верхней части барабана между разделительной тарелкой 5 и промежуточными тарелками находится камера, в которую посту­пают сливки. Над этой камерой между разделительной тарелкой и корпусом барабана расположена камера для обезжиренного моло­ка. В камерах установлены неподвижные полые напорные диски 8 и 3 для отвода сливок и обезжиренного молока.
Обрат и сливки в камерах вращаются с частотой, близкой к ча­стоте вращения барабана сепаратора, и располагаются в них в виде кольцевых слоев. Часть неподвижных дисков оказывается во вра­щающейся жидкости. Жидкость (сливки и обрат) захватывается лопатками дисков и отводится по трубопроводам.
Развиваемое при этом давление достаточно для того, чтобы разделенные компоненты (сливки и обрат) протолкнуть через пластинчатый аппарат и подать на переработку или хранение без применения дополнительного насоса. Значение развиваемого дав­ления зависит от частоты вращения жидкости