Молоко – это коллоидно-эмульсионная смесь, в состав которой входят белок, жиры, ферменты, органические и неорганические соли, лактоза и другие углеводы. Чтобы разделить компоненты сырого молока применяется технология сепарирования. Продукты сепарации нужны для производства сливочного масла, творога, сметаны, сливок, сыворотки и некоторых сортов сыра. При сепарации сырье также очищается от микроорганизмов, посторонних примесей.
Принцип работы сепаратора основан на воздействии центробежных сил на сырье. В быстро вращающейся камере сепарирующего оборудования (сепаратора) тяжелые фракции молока отбрасываются к стенкам. Более легкие фракции остаются в центральной части камеры, откуда затем выводятся через отводящий патрубок.
Основные типы сепараторов
В зависимости от объема бака и производительности оборудование для сепарации разделяется на бытовое и производственное. В бытовых установках объем центрифуги не превышает 5-10 л. Привод – ручной от электродвигателя. В случае ручного привода для повышения скорости вращения центрифуги применяется мультипликатор (система шестерен, в которой ведущая шестерня имеет больший диаметр, чем шестерня ведомая).
Промышленные аппараты имеют емкость о нескольких сотен литров. Производительность – до нескольких тонн сырья в час. Управление, контроль за температурой молока, частотой вращения центрифуги может осуществляться как вручную, так и с помощью автоматизированных систем управления.
По назначению сепараторы разделяют на виды:
- сливкоотделители. Используются для извлечения из сырого молока сыворотки и жировой фракции – сливок;
- молокоочистители. С их помощью из сырого молока удаляют посторонние примеси: слизь, частицы кожи, травинки, соломинки и т. п.;
- бактофуги. Удаляют из молока бактерии и споровые микроорганизмы.
Также существует классификация сепараторов молока по способу снятия осадка из тяжелых фракций молока с внутренних стенок бака:
- с ручной выгрузкой после выключения оборудования и частичной разборки центрифуг;
- с периодическим выпуском без выключения аппарата;
- с непрерывным удалением через выпускной патрубок.
Конструкция и принцип действия сепараторного оборудования
Сепаратор очиститель молока состоит из следующих таких узлов:
- станина – несущая платформа всего агрегата. На ней смонтирована центрифуга, двигатель с приводным механизмом и тормозом, а также стопорная система, предотвращающая произвольное вращение барабана при отключенном двигателе.
- электродвигатель с системой передачи крутящего момента на барабан центрифуги.
- бак-барабан. Основной элемент сепарирующей установки. В нем осуществляется разделение молока на фракции. Состоит из герметичного корпуса, центрального вала и размещенных на валу. Все элементы бака (основание, крышка, затяжные болты и гайки) изготовлены нержавеющей стали, устойчивой к кислотной среде (не корродируют при контакте с моющими и дезинфицирующим реагентами – 20%-ными растворами азотной кислоты и едкого натра). Конструкция барабана позволяет выдерживать давление до 20-30 МПа.
- внутри бака расположены тарелки из нержавеющей стали, насаженные на ось центрифуги. Межтарелочное расстояние у сливкооотделителя –6-0.8 мм, у молокоочистителя – 2-5 мм. Расстояние от края тарелок до стенок бака, необходимое для накопления загрязнений у молочного очистителя больше, чем у отделителя сливок.
- уплотнительные кольца на торцах барабана (в точке контакта с осью) изготовлены из упругих полимерных материалов. Уплотнитель межу крышкой и корпусом – из резины.
- автоматика управления (система датчиков и блок управления).
- приемно-выводные патрубки.
Процесс сепарации состоит из нескольких этапов:
- предварительная подготовка. Сырье пропускают через фильтры грубой очистки, после чего доводят до заданной условиями техпроцесса температуры;
- нормализация вязкости и уровня кислотности (pH). Осуществляется путем смешивания молока с разной кислотностью;
- обработка во вращающемся барабане сепаратора. В очистителе молока сырье подается в бак и попадает на вращающиеся конические тарелки. Получив центробежное ускорение, тяжелы частицы загрязнений перемещаются к стенкам бака. Далее аппарат выключается, очищенный продукт сливается из бака.
Аналогичным образом работают бактофуги, очищающие от бактерий. В бактофагах скорость вращения дисков больше (до 10000 об/мин). Температура сырья также выше (на грани точки кипения). Очищенное от бактерий молоко в дальнейшем идет на изготовление сыра, кисломолочной продукции.
Сепаратор молока для получения сливок работает по несколько иному принципу. В нем сырье, попав на вращающиеся диски с отверстиями, очищается от тяжелых частиц грязи, которые смещаются к стенкам бака. В содержащемся в узком междисковом пространстве молоке при этом начинают слипаться частицы с высоким содержанием жира (сливки). Далее сливки, имеющие небольшую плотность, начинают всплывать сквозь прорези в тарелках на поверхность остающейся в баке сыворотки. Процесс всплытия сливок ускоряется за счет давления следующей партии сырья, подаваемого в нижнюю часть барабана.
