Маслоизготовители непрерывного действия

При необходимости добавления влаги  включают дозировочный аппарат. Готовое  масло выходит через одно из отверстий  насадки текстуратора. Ледяная вода подается в наружный цилиндр сбивателя, рубашку текстуратора и вал сбивателя центробежным насосом высокого давления.

 

Маслоизготовители непрерывного действия МВ-6 фирмы “Симон-Фрер”.

Маслоизготовители непрерывного действия позволяют осуществить сбивание, посолку и обработку масла в потоке.

/ — цилиндр для сбивания; 11—  прессовальная камера; 111 — камера  промывки; /V — насадка для масла; V — пульт управления; / — первая  прессовальная камера; 2 — первое  приспособление для промывки; 3 —  секция отжатня масла; 4— второе приспособление для промывки; 5 — колпак с регулировочным вентилем и вакуумметром; 6 — вакуум-камера; 7 — блок обработки масла; # —перфорированная пластина и мешалка; 9 — дозатор; 10 — вторая прессовальная камера для промытого масляного зерна; 11 — сборник промывной воды; 12 — фильтр пахты; 13 — сборник пахты

В настоящее время широко применяются  линии по производству масла с  использованием маслоизготовителей непрерывного действия, куда включены сливкосозревательные ванны с программным управлением, автоматы для фасования масла, машины для укладки брикетов масла в ящики, обандероливания и заклейки ящиков.

В нашей стране применяют отечественные  и зарубежные линии (рис. 25).

Техника выработки масла. Цилиндр  сбивателя маслоизготовителя непрерывного действия имеет сетчатую, рифленую вставку с отверстиями ромбической формы для интенсификации сбивания сливок в масло. Предусмотрены охлаждение сбивального цилиндра и его мешалки, двойная промывка и охлаждение масляного зерна водой, обработка его под вакуумом, что снижает содержание воздуха в масле до нормального. Можно вырабатывать сладкосливочное и кислосливочное масло, соленое и несоленое, с промывкой и без промывки. Посолка осуществляется концентрированным рассолом поваренной соли (25%).

Предварительно обработанные с учетом времени года сливки, пастеризованные, охлажденные и прошедшие физическое созревание, поступают в маслоизготовитель самотеком или с помощью насосов.

В летнее время в рубашку обивателя подают холодную воду (2—4°С), чтобы предотвратить перегрев сливок во время сбивания. В новых моделях сбивателей сливки вначале тангенциально поступают на распределительный вращающийся конус, а затем на лопасти. При такой подаче сливки приобретают скорость, примерно равную скорости вращения мешалки. Это предотвращает дробление жировых шариков и способствует уменьшению содержания жира в пахте. Кроме того, интенсифицируется процесс сбивания, что позволяет при сохранении высокой производительности аппарата уменьшить скорость вращения мешалки сбивателя на 30—40%. Это также способствует снижению отхода жира в пахту.

Обиватель имеет съемные четырехлопастные мешалки различного диаметра, сменой которых можно регулировать зазор между краем лопасти и стенкой цилиндра в пределах от 2 до 6 мм (в зависимости от жирности сливок и вида вырабатываемого масла).

Факторы, влияющие на сбивание сливок в маслоизготовителях непрерывного действия, имеют те же закономерности, что и при сбивании в маслоизготовителях периодического действия.

Жирность пахты колеблется в  пределах 0,4—0,7% зимой и 0,6—1,0% летом. Она снижается вместе с уменьшением  интенсивности механического воздействия  на сливки насосами при их перекачивании  и сбивании. Поэтому целесообразно  заменять центробежные насосы ротационными и по возможности подавать сливки в маслоизготовитель самотеком.

Образующееся масляное зерно размером 1—3 мм вместе с пахтой поступает в рабочий отсек с приспособлением для промывки масляного зерна. Однако из-за значительного разбавления пахты водой промывать масляное зерно в первой камере нецелесообразно. В первой камере маслообработника масляное зерно с помощью шнека отделяется от пахты и направляется через суженный канал во вторую камеру промывки масла, а пахта стекает через фильтр в сифон выхода пахты. Фильтр для отделения пахты автоматически очищается от прилипших комочков жира струей пахты. При входе во вторую камеру промывки сжатое масляное зерно вторично промывают струей холодной воды (3—5°С), подаваемой под высоким давлением (6—8 МПа). Струя воды одновременно разрыхляет пласт, далее оно шнеками проталкивается в следующую камеру для обработки под вакуумом. Шаг шнеков во второй камере увеличен, чтобы обеспечить необходимые условия для удаления отпрессованной влаги.

При изготовлении соленого масла посолку проводят 25%- ным рассолом с помощью дозирующих устройств.

Обработка масла зависит от частоты  вращения шнеков, производительности маслоизготовителя и температуры  масла на выходе. Консистенцию масла регулируют, изменяя частоту вращения шнеков обработника, с повышением ее масло приобретает более мягкую консистенцию и наоборот. В весенне-летнее время производительность маслоизготовителя увеличивают, чтобы снизить интенсивность механического воздействия на масло и предотвратить получение его излишне мягкой консистенции. В осенне-зимнее время, наоборот, производительность маслоизготовителя снижают, чтобы предотвратить получение масла излишне твердой, крошливой консистенции.

С понижением производительности маслоизготовителя на 10% содержание влаги в масле повышается примерно на 1%, так как масло дольше обрабатывается и становится более влагоемким. При снижении уровня пахты содержание влаги в масле уменьшается, так как снижается контакт зерна с пахтой и она в большей степени стекает с него. Так, при изменении уровня пахты на 2 см содержание влаги в масле изменяется на 0,1%.

При снижении частоты вращения шнеков увеличивается степень заполнения шнековой камеры, увеличивается прессующее давление шнеков, ускоряется процесс  выпрессовывания пахты из масляного зерна, что обусловливает уменьшение содержания влаги в масле.

Для того чтобы повысить содержание влаги в масле при снижении жирности сливок, необходимо увеличить  скорость вращения мешалки сбивателя. Наиболее существенное влияние на содержание влаги в масле оказывает степень отвердевания глицеридов жира при физическом созревании сливок.

Регулирование содержания газовой  фазы в масле осуществляют преимущественно  степенью вакуумирования масла, а также параметрами сбивания сливок и обработки масляного зерна. Вакуумируют при разрежении в пределах 0,02—0,07 МПа, с повышением разрежения уменьшается содержание газа в масле. Содержание газа в масле, изготовленном в маслоизготовителе непрерывного действия, несколько выше, чем при использовании МПД, и составляет соответственно (5—10) 105 и (2—3) Ю-5 м3/кг.

Готовое масло выталкивается из маслоизготовителя шнеками через  коническую насадку в виде непрерывной  прямоугольной ленты. Размер выходного  отверстия регулируется. Температура  масла на выходе составляет 12—13, а  температура пахты— 13—14 °С. Готовое  масло направляют в машину для  крупноблочной или мелкой упаковки. Ленту масла можно разрезать  на две части и направить одну в бункер машины для мелкого фасования, а другую по конвейеру для упаковывания в картонные или деревянные ящики.

Производство масла на линии А1-ОЛО. Для обеспечения бесперебойной работы в течение всей смены целесообразно в линии иметь три резервуара Р4-ОТМ-4 вместимостью 4000 л. При наполнении резервуаров осуществляется автоматический контроль.

Сливки пастеризуют при 100—115 °С, комбинируя пластинчатый аппарат и трубчатый пастеризатор. Сливки после пластинчатого аппарата при необходимости подаются На дезодорацию. Охлаждение сливок до температуры физического созревания 4—6 °С проводится в пластинчатом аппарате.

Для устойчивой работы линии сливки должны иметь оптимальную и постоянную массовую долю жира 36—40% при выработке  традиционных видов масла и 38—42%—с повышенным содержанием влаги. Линия  комплектуется двумя сепараторами-нормализаторами  для нормализации сливок в случае поступления их более низкой жирности. Сливки созревают в резервуарах  РЗ-ОТН-5000, суммарная вместимость  которых должна быть 35—40 м3. Подогрев сливок до температуры сбивания целесообразно  проводить водой с температурой не выше 25 °С, которая подается насосом из промежуточной емкости в рубашку резервуара, минуя охладитель. Подвод тепло- или хладоносителя в рубашку следует осуществлять через коллектор с предохранительным клапаном, настроенным на допустимое давление 0,147 МПа, для предотвращения деформации внутренней стенки резервуара.

После созревания сливки на сбивание подают одновременно из всех резервуаров, чтобы не настраивать работу маслоизготовителя на каждый резервуар в отдельности в зависимости от различий в химическом составе и свойствах сливок. Но при этом уровень сливок во всех резервуарах должен быть одинаковым.

Маслоизготовитель АІ-ОЛО-1 конструктивно не рассчитан на выработку масла с повышенным содержанием влаги. При производстве этих видов масла сбиватель маслоизготовителя должен работать при повышенных оборотах обильной мешалки (3,3—4,0 с). В остальном работа линии не имеет принципиальных отличий от линии фирмы «Симон-Фрер». (Франция),

Производство масла в маслоизготовителе КМ-1500. Производительность маслоизготовителя КМ-1500 чехословацкого производства составляет 800—1500 кг/ч. В конструкцию маслоизготовителя входят сбиватель с мешалкой (2,33—2,5 с), гидравлический привод, вращающийся разделительный цилиндр (0,002 с) и шнековый маслообработник (0,05—0,108 с). Разделительный цилиндр имеет секции досбивания сливок, отделения пахты, комкования и промывки масляного зерна. В маслообработнике есть две пары шнеков (с вариацией оборотов от40 до 80 в мин) и четыре камеры обработки. Сбиватель и обработник снабжены охлаждающими рубашками.

Жирность сливок можно варьировать  от 34 до 45%. Летом сливки сбивают при 9—11, зимой — 10—12 °С. Чем жирнее сливки, тем ниже избирается температура сбивания. В сбиватель сливки подаются винтовым насосом, сбивание длится 3— 5 с. Отделение зерна от пахты происходит в разделительном цилиндре. Содержание влаги регулируют путем изменения режима работы маслоизготовителя и внесения недостающего количества кипяченой воды насосом-дозатором.

 

Расчеты.

В маслоизготовителях непрерывного действия должно быть достигнуто соответствие между производительностью сбивателя и текстуратора, т. е.

                                                                                   М_сб = М_т.

Для приближенных расчетов производительности сбивателя М_сб (в кг/ч) можно использовать зависимость

                                                                                   М_сб=V_сл/К, 

Где  V_CJ] — объем сливок в цилиндре сбивания, см³; К — коэффициент, равный в среднем 1,005.

Учитывая соотношение , производительность сбивателя определяют следующим образом:

                                                                         М_сб = К (lʛ/ƛ) (2R_Сᵟ).

где l — длина цилиндра, см; ʛ—зазор между внутренней, стенкой цилиндра и краем лопасти мешалки, см; R_c — радиус цилиндра, см.

Факторы, влияющие на производительность, наиболее полно учитывал А. Д. Грищенко, впоследствии обобщенные им совместно с А М. Масловым. Авторы рекомендуют использовать критериальные зависимости вида

                                                          Mp/µd =ϕ (nd² p/µ)^2,5 (µ/pa)²'² (Tʋ/Тпл)⁴'⁰ Ж⁶,

где р — плотность сливок, кг/м³; µ — динамическая вязкость сливок, Па • с; dм — диаметр мешалки, м; ф — коэффициент; п — частота вращения мешалки, с^-1; а — температуропроводность сливок, м*/с; Т₀, Т,_ш — температуры сбивания сливок, плавления молочного жира, К; Ж^ь —массовая доля жира в сливках, %.

Если массовая доля жира в исходных сливках до 30%, то следует принимать  коэффициент ф = 10^-14, а показатель степени b = 0,4 при массовой доле жира в сливках 30% и более, ϕ= 5 • 10"¹⁷ и Ь = 2.

Для примерного расчета производительности текстуратора М_т (в кг/ч) можно использовать формулу

                                                           М_т = 0,25m(R₂²-R₁²)(s --)

где т — число захода шнека; R_l R₂ — наружный и внутренний радиусы шнека, см; Ь₁ fc₂ — ширина винтовой лопасти в ее нормальном сечении по наружному и внутреннему радиусам шнека, см; s — шаг витков винтовой лопасти шнека, см; а— угол подъема винтовой линии лопасти по среднему диаметру шнека, угловые градусы; К — коэффициент (K = 0,5 -- 0,6).

Мощность, потребляемую мешалкой в сбивателе, N_c6 (в кВт) рассчитывают по формуле

                                                                            N_c6 = (2,45 ·10^-5pʊ_л³/ɳ_м)F,

Где ʊ_{л --} окружная скорость вращения лопастей, м/с; ɳ_м — механический КПД ɳ_м ⁼ 0,7 -- 0,8), F — рабочая поверхность цилиндра, м².

Потребляемую шнеком мощность N_р (в Вт) находят по формуле

                                                               И_р = S₀n₀vpl10² = 7,7ʊd²n₀p,

Где S₀ — площадь поперечного сечения отверстий, м²; п₀ — количество отверстий в перфорированных вставках; v — скорость продавливания продукта через отверстия, м/с; р — потери давления [можно принять (1.5 -- 2,0) 10² кПа|; d — диаметр отверстий перфорированных вставок.

 

                                                         

где Пмас – фактическая производительность маслоизготовителя, кг/час;

Впах – массовая доля влаги в пахте, %;

Вмас – м.д. влаги в масле по стандарту. Таким образом формулу можно записать в виде:

 

Регулирование по зерну. При данном методе за исходную величину в расчете  принимается количество воды А в маслоизготовителе в тот момент, когда в нем находится масло еще в виде зерна, после его промывки и спуска промывных вод. В данный момент общее количество воды в маслоизготовителе будет слагаться из двух величин — воды, содержащейся в масляном зерне, и свободной влаги на внутренних поверхностях маслоизготовителя, оно может быть определено по следующей формуле: