4. Схема технологічної лінії по виробництву кисломолочних напоїв та детальний опис декількох машин цієї лінії

Технологічна лінія виробництва кисломолочних напоїв резервуарним засобом подана на мал. 1. Молоко з ємності для сирого молока подається в балансировочний бачок, звідки направляється в рекуперативну секцію пастеризаційно-охолоджувальної установки, де підігрівається до 55-57 °С.

Для пастеризації молока використовуються пастеризаційно-охолоджувальні установки для кисломолочних продуктів, у яких можна проводити пастеризацію з необхідною витримкою і наступним охолодженням до температури сквашування. Підігріте молоко направляється спочатку в сепаратор-нормалізатор, а потім - на гомогенізатор.

Для гомогенізації призначені гомогенізатори клапанного типу. З гомогенізатора молоко спочатку надходить у секцію пастеризації, далі через пульт керування -- у ємність для витримування і повертається в рекуперативну секцію і у секцію охолодження пастеризаційно-охолоджувальної установки, де охолоджується до температури заквашування. Якщо по виході із секції пастеризації молоко не досягло заданої температури, то воно за допомогою поворотного клапану направляється в балансировочний бачок для повторної пастеризації. Охолоджене молоко надходить у ємність для виробництва кисломолочних напоїв, перемішуючись у змішувачі з закваскою. Сквашування молока проводять у спеціальних двустінних вертикальних ємностях, обладнаних мішалками з автоматичним пристроєм.

Мішалка обладнана таким чином, щоб не збовтувати кефір і не різати його на шари і кубики, а рівномірно й одночасно перемішувати всю масу кефіру.

Часткове перемішування або розрізка згустку призводить до відділення сироватки, а збовтування мішалкою -- до піноутворення, що у свою чергу викликає відділення сироватки.

Автоматичний пристрій забезпечує протікання сквашування по визначеному циклі: перемішування - спокій - перемішування, а також служить для вмикання системи охолодження. Охолодження здійснюють холодною водою або розсолом, що циркулює по кільцевому зазорі між внутрішньою і середньою ємностями. Середня ємність постачена теплоізоляцією, облицьованої захисним кожухом. Для виробітки кисломолочних продуктів використовуються ємності місткістю 2000, 4000, 6000 і 10000 л.

Заквашене молоко сквашується в ємності до необхідної кислотності. Отриманий згусток охолоджується в тій же ємності, при цьому через кожні 30-40 хв. включається мішалка для розмішування згустку і більш швидкого його охолодження. Якщо потрібно дозрівання, то згусток охолоджується до температури дозрівання й залишається в ємності на дозрівання. Охолодження продукту можна проводити в потоці. Для цього молоко заквашується в ємності, а по досягненні заданої кислотності продукт подається на пластинчастий охолоджувач, де охолоджується в потоці до необхідної температури і надходить у проміжну ємність, звідки направляється на фасування.

Кисломолочні напої фасуються в термозварювальні пакети автоматах для фасування рідких молочних продуктів.

Танк молокохранительный В2-ОМГ-10

Емкость для хранения молока цилиндрической формы, состоит из алюминиевого корпуса и стального кожуха. Пространство между ними заполнено термоизолирующим веществом. В верхней части емкости предусмотрены смотровое окно, светильник, моечное устройство, датчик верхнего уровня и воздушный клапан. Смотровое окно и светильник предназначены для периодического осмотра внутренней полости емкости. Моечное устройство выполнено в виде двух трубчатых полудуг с отверстиями для подачи раствора. При вытекании моющего раствора из отверстий трубчатые дуги вращаются за счет возникающих реактивных сил. При этом внутренняя поверхность емкости равномерно орошается моющим раствором. Датчик верхнего уровня сигнализирует о заполнении рабочей вместимости емкости, а воздушный клапан впускает и выпускает воздух при ее опорожнении и заполнении.

В средней части емкости расположены люк, термометр, кран для отбора проб, устройство для контроля за уровнем молока и стационарная лестница для обслуживания верхней части. В нижней части имеются перемешивающее устройство, датчик нижнего уровня и опоры. Перемешивающее устройство состоит из центробежного насоса, эжектора, кранов и соединяющих из трубопроводов.

Емкость наполняется через нижний патрубок. Через этот же патрубок емкость и опорожняется при переключении трехходового крана. Окончание заполнения или опорожнения сопровождается подачей светового или звукового сигнала. При отборе проб пользуются специальным краником, а температуру молока контролируют термометром. Повышение температуры молока за 24 ч хранения в таких емкостях при разности температур окружающего воздуха и продукта, равной 24 ⁰С, допускается не более чем на 2 ⁰С.

Техническая характеристика молокохранительного танка В2-ОМГ-10

Рабочая вместимость, м³ - 10

Исполнение - горизонтальное

Габаритные размеры, мм - 4450х2125х2825

Установленная мощность, кВт - 0,75

Масса (без молока), кг - 2255

Рисунок 1 - Танк молокохранительный В2-ОМГ-10

1 - рабочая емкость; 2 - теплоизоляция; 3 - кожух; 4 - мешалка; 5 - смотровое окно; 6 - люк; 7 - привод мешалки; 8 - ножки; 9 - сливной патрубок; 10 - термометр; 11 - наливная труба

Центробежный насос НМУ-6

Имеет корпус в виде цилиндра, закрываемого крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал с насаженной на него лопастью. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами. На ней расположен по оси вала всасывающий патрубок. По касательной к цилиндру корпуса установлен нагнетательный патрубок.

При вращении вала в камере насоса молоко отбрасывается лопастью к периферии камеры и под действием центробежных сил создается давления для вывода продукта в нагнетательный патрубок и транспортирования по молокопроводу. При этом в центральной части камеры насоса образуется разрежение и туда поступает новая порция молока. Поток молок не прерывается. Возврат молока из полости нагнетания в полость всасывания между корпусом и лопастью предотвращения благодаря минимально возможным зазорам между ними.

Подводимая от электродвигателя к рабочему колесу насоса энергия затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений внутри самого насоса и на приращение энергии потока молока. Гидравлические сопротивления внутри насоса зависят от формы и расположения всасывающего и нагнетательного патрубков насоса, формы лопастей, зазоров между ними и корпусом, профиля клапанов и чистоты обработки их поверхностей. Приращение энергии потока молока в насосе зависит от частоты вращения рабочего колеса, размеров и формы камеры и рабочего колеса.

Техническая характеристика центробежного насоса НМУ-6

Подача, м³/ч - 6

Напор, м - 8

Диаметр патрубка, мм всасывания - 40

Нагнетания - 21; 29

Частота вращения рабочего органа, с^- - 47

Мощность электродвигателя, кВт - 1,1

Габаритные размеры, мм - 390х275х200

Масса, кг - 14,8

Рисунок 2 - Центробежный насос НМУ-6

1 - защитный кожух; 2 - фланец; 3 - шпонка; 4 - зажимное устройство; 5 - гайка крепления кожуха; 6 - обойма; 7 - корпус насоса; 8 - лопасть; 9 - резиновое кольцо; 10 - крышка; 11 - торцевое уплотнение; 12 - торцевая шайба; 13 - наконечник вала; 14 - обратный клапан; 15 - патрубок; 16 - гайка крепления напорного патрубка.

Автоматизированная пластинчатая пастеризационно-охладительная установка ОПЛ-5

Установка ОПЛ-5 предназначена для быстрой тонкослойной пастеризации молока в закрытом потоке с последующим охлаждением. Она работает при автоматическом регулировании технологического процесса, что исключает возможность выхода из аппарата недопастеризованного молока.

Принцип работы установки.

Сырое молоко поступает в балансировочный бак, снабженный поплавковым клапаном для поддержания постоянного уровня молока. Из бака молоко поступает в насос, который подает его в регулятор потока соответствующей производительности (5000 л/ч). Затем под напором оно входит в секцию регенерации, где прогревается пастеризованным молоком, движущимся с другой стороны пластины. Подогретое молоко из секции регенерации поступает в один из двух работающих по очереди сепараторов-молокоочистителей, где под действием центробежной силы взвешенные частицы вместе со слизью молока остаются на стенках барабана. Очищенное молоко под напором, создаваемым сепаратором (2-3 ат), подается в гомогенизатор, а из него молоко поступает в секцию регенерации теплообменника, где нагревается до заданной температуры и направляется в выдерживатель, затем возвращается в секцию регенерации теплообменника, проходит ее, отдавая тепло через стенку пластины встречному потоку молока, частично охлаждается и приходит в секцию охлаждения, где температура его снижается до заданной. При работе установки ОПЛ-5 в секцию пастеризации насосом (3К-9) подается теплоноситель - горячая вода из бойлера, обогреваемого паром. В секцию охлаждения подается хладоноситель - ледяная вода.

Контроль и регулирование технологического процесса обработки молока в установке ОПЛ-5 осуществляются автоматически. Если во время работы установки температура пастеризации снижается, то перепускной клапан автоматически возвращает недопастеризованное молоко в балансировочный бачок.

Техническая характеристика трехсекционной установки ОПЛ-5

Производительность, л/ч - 5000

Начальная температура молока, ⁰С - 5-10

Конечная температура молока, ⁰С - 85-90

Температура охлаждения, ⁰С - 20-25

Теплоноситель - горячая вода

Начальная температура теплоносителя, ⁰С - +95

Габаритные размеры, мм - 4400х4200х9500

Рисунок 3 - Автоматизированная пластинчатая пастеризационно-охладительная установка ОПЛ-5

1 - пластинчатый пастеризатор; 2 - молокоочиститель ОМА-3М; 3 - балансировочный бак; 4 - центробежный насос для молока; 5 - регулятор потока; 6 - бойлер; 7 - насос для горячей воды; 8 - инжектор; 9 - гомогенизатор А1-ОГМ; 10 - выдерживатель пастеризованного молока Г6-ОПБ-1000; 11 - насос центробежный; 12 - щит управления

Гомогенизатор А1-ОГМ

Гомогенизация - это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются размеры жировых шариков и скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия, и гомогенизированное молоко не отстаивается.

Принцип действия клапанного гомогенизатора А1-ОГМ.

В цилиндре гомогенизатора на молоко оказывается механическое воздействие при давлении 15-20 МПа (125-175 ат). При подъеме клапана, приоткрывающего узкую щель, молоко выходит из цилиндра. Это возможно при достижении в цилиндре рабочего давления. При проходе через узкую круговую щель между седлом и клапаном, скорость молока возрастает от нулевой до величины, превышающей 100 м/с. Давление в потоке резко падает, и капля жира, попавшая в такой поток, вытягивается, а затем в результате действия сил поверхностного натяжения дробится на мелкие капельки-частицы. Во избежании слипания раздробленных частичек на выходе из клапанной щели применяют двухступенчатую гомогенизацию. На первой ступени создается давление, равное 75% рабочего, на второй ступени устанавливается рабочее давление.

Гомогенизатор представляет собой трехплунжерный насос. Каждый из трех плунжеров, совершая возвратно-поступательное движение, всасывает молоко из приемного канала, закрытого всасывающим клапаном, и нагнетает его через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку под давлением 15-20 МПа.

Техническая характеристика гомогенизатора А1-ОГМ

Производительность, л/ч - 5000

Рабочее давление, МПа - 15-20

Температура обрабатываемого продукта, ⁰С - 45-85

Число плунжеров - 3

Ход плунжеров, мм - 60

Частота вращения коленчатого вала, с^-1 - 5,65

Число ступеней гомогенизатора - 2

Мощность электродвигателя, кВт - 37

Габаритные размеры, мм - 1480х1110х1640

Масса, кг - 1710

Рисунок 5 - Гомогенизатор А1-ОГМ

1 - электродвигатель; 2 - станина; 3 - кривошипно-шатунный механизм; 4 - плунжерный блок; 5 - манометрическая головка; 6 - гомогенизирующая головка; 7 - система смазки и охлаждения

Танк Г6-ОПБ-1000 для выдерживания пастеризованного молока

В танке для выдерживания пастеризованного молока продукт нагревается через теплопередающую стенку-рубашку от поступающей в нее горячей воды или пара, пропускаемого через горячую воду.

Емкость состоит из корпуса цилиндрической формы, теплообменной рубашки, теплоизоляции и наружного кожуха. Для ее заполнения и опорожнения служит патрубок. Емкость снабжена мешалкой пропеллерного типа. С теплообменной рубашкой соединяется переливная труба и парораспределительная головка, к которой через трубопровод подается пар. Теплоноситель удаляется через патрубок в нижней части из теплообменной рубашки. Люк для осмотра и ремонта рабочей поверхности расположен в средней части. Моющее устройство, находящееся в верхней части емкости, представляет собой реактивную вертушку.

Техническая характеристика танка Г6-ОПБ-1000

Вместимость геометрическая, дм³ - 1180

Вместимость рабочая, дм³ - 1000

Мощность, кВт - 0,75

Время поддержания температуры пастеризации, мин - 3-90

Расход пара, кг/ч - 100

Расход воды для охлаждения, м³/ч - 5

Габариты ванны, мм - 1880х1410х2015

Габариты шкафа управления, мм - 540х460х650

Общая масса, кг - 625

Рисунок 6 - Танк Г6-ОПБ-1000 для выдерживания пастеризованного молока

1 - мешалка; 2 - теплоизоляция; 3 - теплообменная рубашка; 4 - внутренний корпус; 5 - наружный корпус; 6 - пульт управления; 7 - ножки; 8 - патрубок наполнения-опорожнения; 9 - пробоотборный кран; 10 - люк; 11 - привод мешалки