Технология приготовления обезжиренного кефира

Отверстие для ввода  жидкости расположено сбоку, для  вывода – сверху, оба заканчиваются патрубками с муфтами для крепления молочных трубопроводов. В случае необходимости корпус с патрубками может быть повернут в нужное положение. При подаче жидкости в рабочую камеру через нагнетательный патрубок необходимо изменить направление вращения ротора.

Длина вала электродвигателя увеличена с помощью наконечника, который через сальниковое уплотнение входит в корпус насоса. Уплотнение сальниковой набивки осуществляется гайкой и нажимной втулкой. В качестве сальниковой набивки используют хлопчатобумажный шнур диаметром 5 мм, пропитанный животным жиром.

Принцип работы насоса

Перекачиваемый продукт  самотеком поступает в рабочую  камеру и заполняет впадины между  зубьями ротора и шестерни. Вращаясь, зубья переносят перекачиваемый продукт вдоль серповидного выступа, а затем начинают входить в  зацепление. При этом продукт вытесняется из впадин и поступает в нагнетательный патрубок.

Танк двустенный ОТК-6 для сквашивания молока

1 – стенка внутреннего  резервуара; 2 – стенка кожуха; 3 –  крестообразная мешалка; 4 – привод мешалки; 5 – люк; 6 – клапан для спуска готового продукта; 7 – штуцер для подачи хладагента; 8 – штуцер переливной трубы; 9 – штуцер моющего устройства; 10 – пробный кран; 11 – изоляция танка; 12 – штуцер датчика верхнего уровня; 13 – штуцер для удаления охлаждающей воды

 

 

Техническая характеристика двустенного танка ОТК-6:

Резервуар:

рабочая емкость, 6000 л 

полная емкость, 6200 л 

внутренний диаметр, 1990 мм

Наружный диаметр танка, 2115мм

Диаметр штуцера для  подводки хладагента, 50 мм

Диаметр патрубков для  слива охлаждающей воды, 70 мм

Толщина теплоизоляции, 32 мм

Диаметр люка, 500 мм

 

Представляет собой  цилиндрический резервуар из нержавеющей  стали, закрытый приваренными сферическими днищами. Рабочий резервуар внутри изолирован. Он помещен в кожух (рубашку) из стали толщиной 8 мм, который служит основанием для крепления всей конструкции и арматуры танка. К днищу кожуха приварены конические опоры. Наверху рабочий резервуар соединен с кожухом при помощи фланца, а внизу – посредством системы связей.

По периметру фланца просверлены отверстия на расстоянии 30 мм. Через отверстия поступает вода, которая, омывая поверхность резервуара, охлаждает его и стекает к днищу, откуда через штуцер свободно сливается из межстенного пространства обратно в систему ледяного охлаждения.

В танке смонтирована мешалка. Ее верхние и нижние лопасти соединены между собой наклонно расположенными тягами. Мешалка установлена на упорном шарикоподшипнике, который закреплен в стакане привода, находящегося на верхнем днище рабочего резервуара; приводится в действие электродвигателем. Все элементы мешалки разъемные, что позволяет без особых затруднений осуществлять монтаж и сборку.

В нижней части цилиндра танка расположен люк диаметром 500 мм, закрываемый поворотной крышкой, которую укрепляют при помощи откидных болтов. Наличие на крышке резиновой прокладки позволяет плотно закрывать люк.

Фасовочно-упаковочный  автомат М6-ОПЗ-Е

 

1 – поршневой дозатор; 2 – бак молочный; 3 – лестница; 4 – рулонодержатель; 5 – формовочная  трубка; 6 - рукавообразователь; 7 – механизм сварки продольного шва; 8, 10 – шкафы электрооборудования; 9 – механизм сварки поперечного шва; 11 – конвейер пакетов; 12 – фотоэлемент счетного устройства; 13 – бункер; 14 – конвейер ящиков с пакетами

Техническая характеристика фасовочно-упаковочног  автомата М6-ОПЗ-Е:

Производительность, пакетов/мин - 2 и 25

Объем дозы, 0,25; 0,5; 1 л

Точность дозирования, % дозы:

0,25 л - ± 4

0,5 л - ± 3

1 л - ± 2

Пленка, мм:

Толщина - 0,1

Ширина - 320

Размеры пакета для дозы (без продукта), мм:

0,25 л - 110х150

0,5 л - 175х150

1 л - 255х150

Давление в пневмосистеме, 0,62 МПа 

Расход воздуха, 48 м³/ч

Мощность привода, 22 кВт 

Габаритные размеры, 3240х2400х2580 мм

Масса (без компрессора), 745 кг

Предназначен для фасования  продуктов в пакеты из полимерных материалов. Состоит из разливочно-формовочного блока с механизмами сварки пакетов и устройства для укладки пакетов в транспортные ящики. Рабочие органы, кроме конвейера, подачи и отвода ящиков для пакетов, имеют пневмопривод, работой которого управляет командоаппарат. Конвейер имеет электромеханический привод. Разливочно-формовочный блок состоит их рулонодержателя, на котором находится рулон пленки, устройства для выравнивания и натяжения ленты пленки, печатающего устройства, рукавообразователя, механизма продольной сварки, поршневого дозатора с дозирующей трубой, механизма поперечной сварки и обрезки пакета. Поверхность пленки стерилизуют бактерицидной лампой.

Автомат осуществляет следующие  операции: разматывает пленку с рулона, наносит на пленку дату и код молокозавода, проводит бактерицидную обработку пленки, формует из нее рукав, сваривает продольный и поперечный швы, наполняет пакет продуктом, отсасывает из пакета воздух, сваривает второй поперечный шов и одновременно отрезает пакет и отводит его на конвейер, который подает пакеты в ящик.

Опорой при сварке продольного шва служит формовочная  труба, к которой пленка прижимается  сваривающей головкой с нагревательным элементом. В нижней части трубы размещены пружинящие распорки, придающие рукаву удобную для поперечной сварки форму. Распорки предотвращают образование складок на поперечном шве.

К верхней части формовочной  трубы подведена трубка от вакуумного устройства для отсасывания из пакета воздуха.

Дозирование продукта в  автомате осуществляется поршневым  дозатором со всасывающим и нагнетающим клапаном. Порция кефира из дозатора по дозировочной трубе подается в пакет. Дозировочная труба помещена в формовочную.

Механизм сварки поперечного  шва имеет две губы – сваривающую  и прижимную. Их сжатие обеспечивается пневмоцилиндром. К сваривающей губе прикреплен электронагревательный элемент, к нажимной – резиновая прокладка. Для охлаждения во время работы к сваривающей и прижимной губам подается вода. Механизм сварки поперечного шва осуществляет также протяжку полиэтиленового рукава на длину одного пакета.

Привод конвейера пакетов –  пневматический с храповым механизмом, конвейера ящиков с готовой продукцией – электродвигателем через редуктор.

 

3.3. Описания устройства и принципа действия аппарата для производства кисломолочный напитков.

    3.3.1 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 

 

 

Техническая характеристика гомогенизатора А1-ОГМ:

Производительность, 1200 л/ч 

Рабочее давление, 15-20 МПа 

Температура обрабатываемого  продукта, 45-85 ⁰С

Число плунжеров - 3

Ход плунжеров, 60 мм

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

Число ступеней гомогенизатора - 2

Мощность электродвигателя, 37 кВт

Габаритные размеры, мм - 1480х1110х1640

Масса, 1710 кг

 

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.

 

3.3.2. Механический  расчет гомогенизатора

 Пусть производительность гомогенизатора составляет 1200 л/ч.

Плотность молока 3,5%-ной  жирности при температуре 50⁰С ρ = 1015,9 кг/м³.

 

Массовая теплоемкость молока 3,5%-ной жирности при температуре 50⁰С С = 3966,5 Дж/ (кг∙град).

Наибольшая теоретическая  скорость сливок, подвергающихся гомогенизации  может быть вычислена по формуле  Торричелли и составит

υ₁ = = = 171,8 м/с,

 

где ∆р = р₀ – р₂ – давление гомогенизации, т.е. перепад давления до клапана и после него, Н/м²;

γ – объемный вес жидкости, Н/м³, γ = ρ∙g =1015,9∙9,81 = 9,966∙10³ Н/м³;

Высота клапанной щели h при работе гомогенизатора нестабильна, а изменяется в широких пределах и зависит, как указывалось выше от многих параметров. Для сливок 25%-ной жирности и заданным расходом она будет равной

 

h = = =0,06∙10^-3 м =0,06 мм,

 

где V = 1200 л/ч = 1,2 м³/ч = 0,00033 м³/с – расход сливок через клапан;

μ = 0,8 – коэффициент расхода при истечении через клапан;

d = 10 мм = 10^-2 м – внутренний диаметр клапанной щели.

 

Число Рейнольдса для  потока гомогенизируемых сливок не зависит  от давления гомогенизации и при работе с данным продуктом остается постоянным при любых режимах работы:

= 11848

 

где ν = 1,74∙10^-6 м²/с – кинематическая вязкость потока [3].

Мощность N, необходимую для работы гомогенизатора, определяют по формуле для расчета мощности насосов

 

N = = = 6474,6 Вт,

 

где р₀ = 150 кгс/см² = 147, 15∙10⁵ Па;

η = 0,75 – механический к.п.д. гомогенизатора.

Повышение температуры ∆t продукта в гомогенизаторе получается равным

 

∆t = = = 3,6 град,

 

где С= 3966,5 Дж/(кг∙град) –  массовая теплоемкость молока.

Пружина гомогенизирующей головки должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечить необходимое давление гомогенизации.

Зададим индекс пружины С_П = 5. Рассчитаем поправочный коэффициент

 

k = = = 1,3125.

 

Усилие затяжки определяют по формуле Р = f∙∆р, где f = π∙d² =3,14∙0,001² =3,14∙10^-6 м² – площадь сечения канала перед клапаном.

 

Р = 3,14∙10^-6∙15∙10⁶ = 47,1 Н

На основании рассчитанных значений, возможно определить диаметр проволоки пружины:

 

 

d = = = 1,255∙10^-3 м,

 

 

где [τ] – допускаемое  напряжение на кручение принимаем равным 50 МН/м².

Средний диаметр витков пружины:

D = d∙C_П = 1,255∙10^-3∙5 = 6,3∙10^-3м.

 

3.4. Материальный баланс производства

Исходные данные:

Производительность по кефиру-3 т/ч

Расход закваски-150 кг/ч

 

В таблице приведены  нормы потерь продуктов по стадиям  технологического процесса

 

 

Количество продукта на выходе, кг/ч	Потери, %	Количество продукта на входе, кг/ч
3000	0,13	3004

 

Стадия розлива

Количество продукта на выходе, кг/ч	Потери, %	Количество продукта на входе, кг/ч
3004	0,2	3064