Finitura. Accessori. Riparazione. Installazione. Scelta. Apertura
P La lavorazione primaria del latte prevede tutta una serie di operazioni volte a mantenerlo fresco fino al momento della consegna alla lavorazione o al consumatore. La composizione della lavorazione primaria del latte comprende:
1) – depurazione del latte;
2) – filtrazione del latte;
3) – raffreddamento del latte;
4) – pastorizzazione del latte.
DI La pulizia del latte dalle impurità meccaniche di vario tipo viene utilizzata per migliorarne la qualità. A seconda degli impianti di mungitura utilizzati, vengono utilizzati i seguenti tipi di filtri: flanella, garza, nylon, lavsan o rete di ottone, nonché separatori-pulitori, utilizzati per la purificazione centrifuga del latte.
M Il latte è un prodotto deperibile ed è composto da più di 100 sostanze diverse:
1) acqua – circa 87,5%;
2) grasso del latte – 2,9-5,0%;
3) zucchero del latte – 4,5-4,8%;
4) proteine – 2,7-3,7%.
P Durante la mungitura meccanica le fonti di inquinamento sono:
1) – mammella contaminata;
2) – condutture del latte, nonché mungitrici che hanno subito un lavaggio di scarsa qualità;
3) – l'aria delle stalle, contaminata da batteri. Viene aspirato nelle linee del latte attraverso le camere dei collettori degli impianti di mungitura.
B Il raffreddamento gioca un ruolo importante nella conservazione del latte. Il latte appena munto può arrestare lo sviluppo di microrganismi nelle prime 2-3 ore dopo la mungitura, quindi richiede il raffreddamento immediatamente dopo la mungitura. Raffreddamento da 37 a 10 gradi. Celsius aumenta il periodo battericida a 24 ore e se il latte viene raffreddato a 5 gradi. Celsius, quindi fino a 36 ore.
DI Il latte viene raffreddato utilizzando bagni di raffreddamento a lungo termine e refrigeratori di vari modelli.
M La massima efficienza di raffreddamento del latte si ottiene attraverso l'uso di refrigeratori per il latte che differiscono nel metodo e nel design di raffreddamento. Questi sono:
1) – dispositivi di irrigazione di tipo aperto e chiuso;
2) – raffreddatori a flusso parallelo e controcorrente;
3) – raffreddatori a piastre;
4) – refrigeratori tubolari.
Sh I raffreddatori a piastre in controcorrente si sono diffusi. I refrigeranti che asportano il calore del latte attraverso le pareti del refrigeratore sono acqua o salamoia raffreddati da unità di refrigerazione.
Riso. 1. Raffreddatore a piastre. Schema di lavoro.
1) – Parete laterale;
2) – Piastra;
3) – Guarnizione;
4) – Tubo scarico acqua calda;
5) – Tubo scarico latte;
6) – Tubo scarico acqua fredda;
7) – Tubo scarico latte refrigerato.
Raffreddatore a piastre[riso. 1] è in grado di funzionare non solo in controcorrente, ma anche in modalità a flusso diretto. Il funzionamento dei raffreddatori a piastre in modalità flusso diretto si basa sull'uso della salamoia (come refrigerante), che viene raffreddata a temperature inferiori allo zero. L'essenza della modalità controcorrente è raffreddare il latte a una temperatura che supera di 3 gradi la temperatura iniziale dell'agente refrigerante. Centigrado.
IN Il raffreddatore a piastre è costituito da un insieme di piastre (in acciaio inox), isolate tra loro mediante guarnizioni in gomma. Per collegare le piastre vengono utilizzate le pareti laterali, serrate con bulloni. I canali per il liquido refrigerante e il latte sono separati. Se si utilizza l'acqua come agente refrigerante, viene utilizzato uno schema in controcorrente di acqua e latte.
A Il numero di piastre situate nel pacchetto di lavoro serve a determinare la superficie di scambio termico, nonché la prestazione del refrigeratore, che viene calcolata tenendo conto della temperatura iniziale dell'agente refrigerante e del latte che partecipano allo scambio termico, e della temperatura richiesta ( temperatura finale) del latte.
La modalità operativa di progettazione dei refrigeratori in base al rapporto tra fornitura di latte e acqua di raffreddamento è 1:3 e se viene utilizzata la salamoia come agente refrigerante, allora 1:2.
P I raffreddatori a piastre fanno parte degli impianti di purificazione del latte OM-1A e OM-1, nonché degli impianti automatizzati OOU-M e OOT-M, che forniscono un raffreddamento a due stadi. Nella prima sezione il latte viene raffreddato utilizzando acqua del rubinetto, mentre nella seconda sezione il latte viene ulteriormente raffreddato con salamoia o acqua raffreddata da una macchina frigorifera.
Riso. 2. Pulitore-raffreddatore OM-1A. Design e schema tecnologico.
1) – Motore elettrico;
2) – Letto con meccanismo di motorizzazione;
3) – Centrifuga;
4) – Tubo flessibile;
5) – Tubo flessibile;
6) – Raffreddatore del latte;
7) – T della mungitrice;
8) – Ricevitore del latte dell'unità di mungitura;
9) – Alloggiamento filtro gruppo di mungitura;
10) – Tubo flessibile.
Raffreddatore-purificatore del latte OM-1[riso. 1] serve per la pulizia centrifuga e per il raffreddamento del latte direttamente negli allevamenti. È aggregato con mungitrici dotate di condotto del latte e mungitura in secchi portatili. Il purificatore-raffreddatore del latte OM-1 opera insieme alla mungitrice, essendo l'elemento finale della linea di mungitura a flusso (tecnologico) e della lavorazione primaria del latte. L'agente refrigerante è l'acqua proveniente da un pozzo o da un'unità di refrigerazione.
IN Il purificatore-refrigeratore del latte è composto da una centrifuga (3) e da un refrigeratore del latte (6), posti su un piatto insieme ai tubi: aspirazione (5), alimentazione latte (4), alimentazione latte (10), che è stato sottoposto a pulizia, al frigorifero. La centrifuga (3) è dotata di un tamburo, di un meccanismo di azionamento con motore elettrico (1) e di un dispositivo di ricezione e uscita. L'arresto del tamburo (quando il motore elettrico è spento) e il suo fissaggio (durante il montaggio/smontaggio) vengono effettuati utilizzando una coppia di tappi e freni situati nel meccanismo di azionamento.
P Il meccanismo di azionamento comprende un albero orizzontale dotato di una frizione centrifuga a frizione, un albero verticale e un pulsatore (con il suo aiuto viene determinata la velocità di rotazione del tamburo - 7900-8300 min -1). Un dado viene utilizzato per fissare il tamburo al mandrino (albero verticale). Dall'albero motore orizzontale, la rotazione viene trasmessa al mandrino e al tamburo attraverso una coppia di viti senza fine. L'avvio regolare del purificatore è assicurato da una frizione centrifuga a frizione.
D Per il raffreddamento rapido (a strato sottile) del latte in un flusso chiuso, viene utilizzato un refrigeratore per il latte, che si basa su una serie di piastre di trasferimento del calore fissate tra le piastre di pressione e di spinta. Tre volte il consumo di acqua (temperatura iniziale - 7-9 gradi Celsius) porta ad una differenza di temperatura tra il latte raffreddato e l'acqua in entrata - fino a 2 gradi. Centigrado.
M il latte (temperatura 24-35 gradi Celsius), a causa del vuoto, che viene fornito dal ricevitore del latte (8) tramite un tubo flessibile (5) al raccordo del dispositivo di ricezione e uscita, viene fornito dall'alloggiamento del filtro del dispositivo di mungitura macchina (con una linea del latte) alle aree tra le piastre del tamburo della centrifuga, che ruota. L'azione della forza centrifuga getta le impurità presenti nel latte sulla parete della camera del fango, dove rimangono. Dopo la pulizia e il passaggio tra le piastre del tamburo, il latte viene pompato attraverso un disco a pressione nel refrigeratore del latte (6) (i suoi canali interpiastra), cedendo contemporaneamente calore al flusso di acqua di raffreddamento che si muove verso di esso, e viene inviato al latte cisterna. La pompa pompa l'acqua fredda dall'unità di raffreddamento ad acqua nei canali dell'acqua (interpiatti) del refrigeratore situati adiacenti ai canali del latte. Dopo che l'acqua è passata in senso contrario al flusso del latte e lo ha raffreddato, viene reimmessa nell'impianto.
IN Se la macchina OM-1A è combinata con impianti di mungitura (DAS-2B, AD-100A), in cui il latte viene raccolto in contenitori portatili, il latte viene aspirato nel depuratore mediante un vuoto che scorre su un filo di aspirazione da un vuoto rubinetto. Il tubo di alimentazione del latte (4) con valvola e galleggiante situato all'estremità viene abbassato in un pallone con il latte, che da esso viene inviato alla centrifuga (3). Il purificatore-raffreddatore OM-1A ha i seguenti parametri: portata – fino a 1200 l/h; potenza del motore elettrico – 1,5 kW; la quantità di latte che ha subito la depurazione (prima dello scarico dei sedimenti accumulati) è di 2500 kg.
P l'asterizzazione del latte viene effettuata tramite pastorizzatori o unità di pastorizzazione-raffreddamento ed ha lo scopo di distruggere i batteri in esso presenti. I pastorizzatori sono suddivisi in base al metodo di trattamento termico del latte:
Termico;
Freddo;
per fonte di energia utilizzata:
Vapore;
Elettrici (riscaldamento a resistenza);
Riscaldamento a induzione;
Radiazione infrarossa;
Irradiatori ultravioletti;
vibratori ad alta frequenza;
a seconda del modo in cui viene eseguito il processo:
Azione continua;
Azione periodica.
Sh Si è diffusa la pastorizzazione termica del latte utilizzando le seguenti modalità:
Di lunga durata;
A breve termine;
Immediato.
D Per effettuare la pastorizzazione a lungo termine vengono utilizzati bagni a doppia parete dotati di agitatori. Per mezz'ora il latte viene mantenuto ad una temperatura di 63-65 gradi. Centigrado. La pastorizzazione a breve termine (a strato sottile) viene effettuata su unità di pastorizzazione e raffreddamento a piastre (automatizzate), in cui il latte viene conservato per 20 secondi, riscaldato a 76 ± 2 gradi. Centigrado.
Pastorizzatori a piastre strutturalmente simili ai raffreddatori a piastre. La differenza sta nelle guarnizioni resistenti al calore poste tra le piastre in acciaio inossidabile. Latte e acqua si muovono in controcorrente, alternandosi. Le pompe del latte e dell'acqua sono responsabili della creazione della pressione necessaria per il movimento dei flussi. Il processo di scambio termico avviene tra il flusso del latte e quello dell'acqua calda, separati da sottili piastre in acciaio inox.
P gli impianti di asterizzazione OPF-1 e OPU-3M sono costituiti da un pastorizzatore a piastre, uno scambiatore-rigeneratore di calore e un raffreddatore. Per il loro assemblaggio (su un letto) vengono utilizzate piastre strutturalmente identiche. Inoltre gli impianti possono essere dotati di apparecchiature aggiuntive: pompe e serbatoi per acqua calda e latte; stabilizzatore di flusso; detergenti centrifughi per il latte; tubazioni con raccordi. La regolazione delle condizioni di temperatura e della produttività degli impianti viene effettuata modificando il numero di piastre nei dispositivi.
A Le operazioni primarie di lavorazione del latte comprendono la sgrassatura, la cui essenza è separarlo in latte scremato e panna. Questa operazione viene eseguita utilizzando un separatore. Strutturalmente i separatori sono divisi in aperti; semichiuso; sigillato. I separatori aperti implicano il contatto dell'aria con il latte in entrata e i prodotti di separazione in uscita. Il latte viene fornito ai separatori semichiusi utilizzando un flusso aperto, mentre i prodotti vengono rimossi sotto la pressione (in modo chiuso), creata dal tamburo separatore. La fornitura di latte, così come la rimozione dei prodotti in separatori sigillati, viene effettuata senza accesso all'aria, sotto pressione. L'uso di tali separatori è consigliabile in un sistema chiuso di impianti di raffreddamento e pastorizzazione, così come nelle grandi imprese dell'industria lattiero-casearia.
B L'Araban è il corpo lavorativo principale del separatore e può essere realizzato in due versioni:
1) – tamburo scrematore;
2) – tamburo di pulizia.
Riso. 3. Schema di circolazione del latte, della panna e del latte scremato.
A) – Tamburo di pulizia;
B) – Tamburo separacrema.
Tamburo separatore panna include la base (1) [fig. 3, B)], supporto piastre (3), pacco piastre (4), rivestimento tamburo (5), dado di raccordo (7). L'anello di tenuta (2) è posto tra l'involucro e la base.
A Il tubo calibrato (8) della camera ricevente viene inserito nella base. Il set piatti insieme al portatarga viene inserito sul tubo centrale della base.
P le punte saldate forniscono uno spazio tra le piastre. La piastra di separazione (10) copre la pila di piatti. Nel collo è saldata una striscia dotata di vite di regolazione. Sulla parte esterna (conica) della piastra di separazione sono presenti tre nervature saldate sulle quali è montata la custodia del tamburo, formando uno spazio per il ritorno all'uscita. Durante il processo di separazione, il latte proveniente dal ricevitore del latte viene alimentato attraverso un tubo calibrato (8) (a pressione costante) nel tubo centrale della base. Successivamente il latte viene convogliato attraverso i canali, oltre che i fori del portapiastre, attraverso tre canali verticali situati nel pacco delle piastre, dopodiché viene distribuito in un tamburo rotante tra le piastre. Il flusso del latte è separato nello spazio interpiastra. Il plasma, essendo la parte più pesante del latte, è diretto verso le pareti del mantello del tamburo (verso la periferia).
IN L'effetto dell'accelerazione centripeta sui globuli di grasso porta al loro movimento nell'asse di rotazione e al "fluttuamento". Di conseguenza, l'impatto della pressione delle porzioni di latte appena arrivate nel tamburo porta alla formazione di una coppia di flussi nello spazio tra le piastre:
1) – flusso di panna (diretto verso l'asse del tamburo);
2) – il flusso di plasma (latte scremato) è diretto verso le pareti del mantello del tamburo. Spinta verso il portapiatti, la crema sale ed esce dal foro situato nella vite di regolazione.
IN l'avvitamento della vite di regolazione comporta una diminuzione della pressione, nonché della portata della crema, per cui diminuisce la resa della crema e aumenta il contenuto di grassi. Il latte con il massimo grado di sgrassamento passa tra l'involucro e il piatto separatore, dopodiché viene espulso dal tamburo attraverso i canali (6).
IN Nello spazio del fango (tra la cassa del tamburo ed il pacco di piastre) si depositano le impurità estranee più pesanti rilasciate dal latte.
B Araban del separatore del latte [Fig. 3, A)] serve per la purificazione centrifuga del latte da quelle impurità la cui densità supera la densità del latte. A differenza dei piatti del scrematore, in questo separatore il diametro dei piatti è minore e non presentano fori. Ogni piastra (sulla sua generatrice) è dotata di quattro strisce saldate.
E Dalla camera del galleggiante, il latte viene diretto attraverso il tubo del latte della base del tamburo, nonché i canali del supporto della piastra, nello spazio del fango, dove inizia la pulizia, che termina negli spazi tra le piastre. Il latte pulito sale attraverso i canali (esterni) del portapiatti e viene rimosso dal tamburo attraverso i canali (6).
Riso. 4. Separatore di panna OSB-1000. Schema.
1) – Motore elettrico;
2) – Frizione centrifuga-a frizione;
3) – Meccanismo di azionamento;
4) – Mandrino (albero verticale);
5) – Tamburo;
6) – Piastra separatrice;
7) – Tubo;
8) – Galleggiante;
9) – Ricevitore crema;
10) – Ricevitore del latte scremato;
11) – Sede del cuscinetto;
12) – Foro di riempimento;
13) – Finestra di visualizzazione.
Separatore di panna OSB-1000 utilizzato per separare il latte intero in panna e latte scremato, nonché per pulire contemporaneamente il prodotto da contaminanti. OSB-1000 comprende: motore elettrico (1) [Fig. 4] potenza 0,55 kW; meccanismo di azionamento, che comprende un albero orizzontale con un ingranaggio e una frizione centrifuga-attrito (2), nonché un mandrino (4)); tamburo (5) e dispositivo di ricezione e uscita. Il meccanismo di azionamento garantisce una trasmissione fluida e graduale della coppia dall'albero del motore elettrico mediante una frizione centrifuga a frizione e una coppia di viti senza fine al tamburo.
M Il giunto è costituito da un semigiunto, una gabbia e pesi con rivestimenti ad attrito. Il tamburo (5) comprende una base; porta targa; confezione piastre intermedie; una piastra separatrice superiore (6) provvista di un foro e di una vite di regolazione; un coperchio che viene premuto alla base con un dado. Per determinare la velocità di rotazione del tamburo, premere il pulsante del pulsatore con il dito e contare gli shock utilizzando un cronometro. Uno shock equivale a 166 giri del tamburo e la velocità operativa (8000 giri/min) corrisponde a 48-49 shock al minuto.
IN Durante l'avviamento, durante la rotazione del semigiunto, la forza centrifuga agente sui pesi li preme contro il supporto, che portano con sé (con arresto di slittamento dopo un certo tempo).
P Il latte in ingresso nel ricevitore solleva il galleggiante (8) e scorre lungo il tubo (7) nel tamburo rotante, distribuendosi negli spazi tra le piastre. La forza centrifuga lancia il latte scremato, che è la frazione più pesante, verso la zona periferica del tamburo, mentre la panna viene spinta verso l'asse di rotazione.
D La pressione del latte che scorre continuamente nel fusto fa sì che il latte scremato passi tra la piastra di separazione (la sua superficie esterna) e il coperchio del fusto. Quindi viene gettato liberamente attraverso un paio di fori nel ricevitore del latte scremato (10). Attraverso tre canali verticali, la crema sale sotto il piatto separatore (6) ed entra nel ricevitore (9) attraverso il foro situato nella vite di regolazione. Il contenuto di grasso viene regolato ruotando la vite di regolazione. Per aumentare il contenuto di grassi della crema è necessario avvitare la vite all'interno del piatto separatore, riducendo così la distanza tra il foro di uscita e l'asse di rotazione del tamburo, e per ridurla, svitarla.
P Parametri del separatore di panna OSB-1000: portata – 1000 l/h; tempo di funzionamento continuo – fino a 1 ora; la percentuale di grassi nel latte scremato arriva fino allo 0,04%.
Con l'aiuto di un complesso come le apparecchiature per la lavorazione del latte, dal prodotto grezzo vengono prodotti vari tipi di componenti pastorizzati, kefir a basso contenuto di grassi, ricotta classica e panna acida. Tutti questi prodotti sono richiesti sul mercato. È più redditizio venderli rispetto alle materie prime lavorate.
Tutte le attrezzature per la lavorazione del latte, nel loro insieme, sono costituite da diversi tipi e, ciascun elemento della catena di lavorazione del latte, svolge il proprio compito funzionale individuale.
Composizione della linea di lavorazione del latte
1. Attrezzatura capacitiva per la lavorazione del latte, con l'aiuto della quale viene eseguito il processo di lavoro. Questo tipo di dispositivo è composto da tutti i tipi di contenitori per la ricezione e la conservazione del latte: contenitori di avviamento, bagni di pastorizzazione a lungo termine e molto altro.
2. vengono utilizzati per ottenere componenti di base come panna e separatori inversi dal latte intero, e aiutano anche a purificare efficacemente il latte dalla presenza di eventuali componenti estranei. Inoltre, dotare i separatori di dispositivi aggiuntivi consente di separare il latte in vari tipi di ingredienti grassi. È possibile utilizzare meccanismi di separazione in altre aree di attività produttiva per separare tipi simili di prodotti.
3. Omogeneizzatori. Questo tipo di complessi, come le apparecchiature per la lavorazione del latte, vengono utilizzati dalle organizzazioni di produzione lattiero-casearia. Con il loro aiuto vengono create una massa finemente macinata e un'emulsione altamente disperdibile di formazioni lattiginose. Gli omogeneizzatori sono equipaggiati nelle aziende che producono panna, vari tipi di latticini congelati e cibi in scatola con componenti lattiero-caseari.
4. Le unità di scambio termico comprendono vari tipi di raffreddatori e pastorizzatori. I refrigeratori per il latte funzionano sulla base di freon, ghiaccio, acqua refrigerata e glicole propilenico. Il ghiaccio in tali refrigeratori si accumula in anticipo, grazie al quale il dispositivo può essere messo in funzione in qualsiasi momento.
Ciò è particolarmente importante se esistono differenze tra le tariffe elettriche in periodi di tempo diversi. Le apparecchiature per la lavorazione del latte utilizzate dall'industria lattiero-casearia raffreddano il latte. Questo viene fatto irrigando il contenitore con acqua ghiacciata. I dispositivi per lo scambio di energia termica funzionano ad alta velocità.
5. Le attrezzature per la lavorazione del latte sono dotate di pastorizzatori speciali, utilizzati negli impianti di lavorazione del latte per distruggere gli organismi patogeni. Questo processo viene effettuato mediante trattamento termico delle materie prime. Il processo di pastorizzazione consente di preservare l'intero valore dei prodotti.
5. Emulsionanti, disperdenti. L'utilizzo di questo tipo di dispositivi in una linea industriale come le apparecchiature per la lavorazione del latte consente di trasformare sostanze polverose e liquide in tutti i tipi di emulsioni. Attrezzature simili vengono utilizzate negli stabilimenti che producono vari tipi di ricotta e pasta, maionese, margarina e tipi simili di prodotti.
6. Una delle linee più popolari utilizzate dall'industria lattiero-casearia sono gli impianti utilizzati per gelato, burro e latte condensato. Le linee di produzione dell'industria lattiero-casearia comprendono anche impianti che consentono il recupero del latte in polvere.
7. Le strutture igienico-sanitarie sono attrezzature utilizzate per lavare e igienizzare tutti i tipi di dispositivi che hanno un contatto diretto con il latte.
Lezione pratica n. 2
Attrezzature per la lavorazione meccanica del latte e dei suoi derivati
2.1. Attrezzatura per la separazione e concentrazione del latte mediante metodi a membrana
I metodi a membrana per la lavorazione del latte comprendono l'ultrafiltrazione, l'osmosi inversa e l'elettrodialisi.
L'essenza di tutti i metodi a membrana è la separazione e concentrazione del latte crudo durante la filtrazione attraverso membrane speciali sotto l'influenza della pressione (ultrafiltrazione e osmosi inversa) o di un campo elettrico (elettrodialisi).
L'ultrafiltrazione viene utilizzata per separare le proteine dal latte e dal siero di latte; con l'osmosi inversa le materie prime del latte vengono concentrate, poiché attraverso le membrane passa solo acqua; Il siero di latte viene sottoposto ad elettrodialisi per demineralizzarlo.
Il corpo esecutivo degli impianti di filtrazione e osmosi inversa è una membrana semipermeabile a base di acetato di cellulosa e materiali polimerici porosi. Per l'ultrafiltrazione vengono utilizzate membrane con dimensioni dei pori di 500 nm. Tali membrane trattengono le molecole più grandi della dimensione dei pori e consentono il passaggio di piccole molecole. Il processo di ultrafiltrazione viene effettuato ad una pressione di 0,1...0,5 MPa. Per l'osmosi inversa vengono utilizzate membrane semipermeabili con dimensioni dei pori inferiori a 50 nm, il processo viene condotto ad una pressione di 1...10 MPa.
Un apparato a membrana è un dispositivo costituito da un alloggiamento, una membrana, un'unità di drenaggio, elementi di fissaggio, elementi strutturali per l'ingresso della soluzione iniziale e l'uscita del concentrato e del filtrato, miscelazione, ecc. Per la membrana vengono utilizzati quattro tipi di apparecchi separazione: telaio piatto, tubolare, rotolo e fibre cave. Nella fig. 2.1 mostra i principali tipi di dispositivi a membrana.
I dispositivi a membrana industriale sono pacchetti, blocchi, complessi di elementi di membrana: celle, sezioni, moduli. L'apparato a membrana fa solitamente parte di un'installazione a membrana batch o continua, che comprende anche pompe, dispositivi di dosaggio, contenitori per la soluzione iniziale, soluzioni filtrate, concentrate e di lavaggio, tubazioni di collegamento e strumentazione.
Un'unità di ultrafiltrazione è costituita da un apparato filtrante, una pompa per fornire il prodotto all'apparato, una pompa per spingere il prodotto attraverso filtri a membrana, tubazioni di collegamento e valvole di controllo.
La parte principale dell'apparato filtrante è una membrana semipermeabile: un sottile film poroso, la cui dimensione dei pori è inferiore a 0,5 micron. Il film è posto su un substrato macroporoso, che ne aumenta la resistenza meccanica. Tipicamente, come substrato viene utilizzata una lamiera porosa di acciaio inossidabile con uno spessore di 0,5...3 mm con pori di 0,5...10 micron.
Figura 2.1. Dispositivi a membrana:
a - telaio piatto: 1 - flangia, 2 - membrana, 3 - piastra di drenaggio, 4 - piastra di tenuta, 5 - piastra di separazione; b - tubolare: 1 - materiale sigillante (composto), 2 - corpo, 3 - membrana tubolare; c - rotolo: 1 - tubo per lo scarico del filtrato, 2 - membrana, 3 - elemento che forma canali (turbolatore), 4 - substrato - drenaggio, 5 - collegamento adesivo; d - a fibra piena: 1 - supporto drenante, 2 - rondella con fibra cava, 3 - corpo, 4 - fibra cava, 5 - coperchio.
Nella prima fase, a seguito dell'ultrafiltrazione, si ottiene un concentrato contenente dal 3 al 15% di proteine e una soluzione salina di lattosio. Nella seconda fase, la soluzione lattosio-sale viene fatta passare attraverso una membrana ad osmosi inversa e si ottengono una soluzione concentrata di lattosio (10...20%) e un filtrato, che è una soluzione salina all'1%.
I progetti di impianti di ultrafiltrazione per la lavorazione di prodotti lattiero-caseari e alimentari sono vari. In quelli più avanzati, ad esempio nel sistema Sartokon-2, il liquido filtrato viene spinto da una pompa attraverso sottili canali tra due filtri.
Una parte del liquido passa attraverso i filtri a membrana, mentre il resto entra nel contenitore con il prodotto originale per essere ricircolato nel sistema. Il flusso tangenziale continuo lungo la superficie del filtro garantisce una filtrazione efficace poiché non consente alle particelle o alle sostanze intrappolate di depositarsi sulla superficie dei filtri bloccandoli. L'effetto pulente è potenziato dall'uso di una rete speciale nello stretto canale tra i filtri, che provoca turbolenze nel flusso.
Il sistema utilizza moduli Microsart con filtri a membrana realizzati in acetato di cellulosa o poliolefina con dimensioni dei pori pari a 0,1; 0,3; 0,45 micron o moduli Ultrasart con ultrafiltri in triacetato di cellulosa o polisulfone con selettività del peso molecolare nominale di 10.000 e 5.000.
Le prestazioni del sistema Sartokon-2 dipendono dal numero di moduli installati al suo interno, la cui superficie può variare tra 0,7...4,9 m2 per l'ultrafiltrazione e 0,7...4,2 m2 per la microfiltrazione.
2.2. Attrezzature per la separazione di sistemi eterogenei
L'essenza del processo di separazione (separazione) del latte, come ogni sistema eterogeneo, è la sedimentazione della fase dispersa nel campo delle forze gravitazionali e centrifughe.
Durante la separazione, il latte viene diviso in due frazioni di diversa densità: ad alto contenuto di grassi (panna) e magro (latte scremato).
A seconda del loro scopo, ci sono separatori di latte, separatori di panna, separatori per la produzione di panna ad alto contenuto di grassi e separatori universali con tamburi sostituibili.
A seconda del metodo di alimentazione del latte e di rimozione dei prodotti separati, i dispositivi sono aperti, semichiusi e chiusi.
Nei separatori aperti con una capacità fino a 0,3 kg/s l'alimentazione del latte, la rimozione della panna e del latte scremato avvengono a contatto con l'aria. In questo caso si forma schiuma di latte peggiorando le condizioni di funzionamento dei separatori. Nei separatori semichiusi con una capacità di 0,5...1 kg/s, il latte viene fornito in modo aperto e il prodotto viene scaricato in modo chiuso sotto pressione. Nei separatori chiusi (ermetici) con una capacità superiore a 1 kg/s, il latte viene fornito e i prodotti separati vengono rimossi senza accesso di aria sotto pressione attraverso i tubi.
Secondo il metodo di rimozione delle impurità meccaniche e dei coaguli proteici dal tamburo, i separatori possono essere con scarico manuale dei sedimenti (arresto del separatore, smontaggio e pulizia del tamburo), con scarico periodico attraverso le finestre nel corpo del tamburo (autoscarico) e con scarico continuo dei sedimenti attraverso ugelli lungo la periferia del corpo del tamburo (cagliata).
A seconda del tipo di azionamento, i separatori possono essere manuali o elettrici. La trasmissione della rotazione dal motore elettrico al tamburo nei separatori del secondo gruppo viene effettuata utilizzando una coppia di viti o una trasmissione a cinghia. I tamburi separatori di piccola capacità sono installati direttamente sull'albero motore.
Uno dei principali parametri tecnologici che caratterizzano il funzionamento dei separatori è la temperatura del prodotto separato o purificato.
Il latte inviato alla separazione o alla pulitura deve avere una temperatura di 40...45°C. La separazione ad alta temperatura viene effettuata ad una temperatura di 60...85˚С; quando si separa il latte freddo, il prodotto ha una temperatura di 4...10˚С.
I componenti principali di un separatore di qualsiasi tipo (Fig. 2.2) sono un telaio costituito da un corpo e una vasca, un tamburo, un dispositivo di ricezione e uscita e un meccanismo di azionamento, che comprende un albero verticale ( mandrino) e un albero orizzontale con un ingranaggio.
Il corpo del telaio ospita un meccanismo di azionamento con un tamburo montato su un albero verticale. La vaschetta del telaio è chiusa con un coperchio che serve ad accogliere il dispositivo di ricezione e di uscita. I separatori autoscaricanti e con ugelli dispongono di un ricevitore per sedimenti o frazioni condensate (ad esempio cagliata). Motore elettrico flangiato l'esecuzione si trova sul lato del letto e il suo albero è collegato al meccanismo di azionamento tramite una frizione ad attrito centrifugo accelerante.
A seconda dello scopo tecnologico, i tamburi separatori differiscono nel design (Fig. 2.3).
Figura 2.2. Separatore - purificatore del latte di tipo semichiuso con scarico manuale dei sedimenti:
1 - corpo del telaio, 2 - freno, 3 - dispositivo di ricezione e uscita, 4 - coperchio del separatore, 5 - vasca del telaio, 6 - tappo del tamburo, 7 - tamburo, 8 - albero verticale (mandrino), 9 - ingranaggio dell'albero orizzontale.
Il tamburo di un decrematore di tipo aperto con scarico manuale dei sedimenti (Fig. 2.4) è costituito da una base, un o-ring, un portapiastre, un pacco di piastre, una piastra separatrice, un alloggiamento e un dado di accoppiamento. La base del tamburo ha una forma complessa ed è costituita da un fondo con un tubo centrale. Il tubo è dotato di tre canali rettangolari per il passaggio del latte nel portapiatti. La parte superiore del tubo ha una filettatura per il fissaggio di un dado di accoppiamento. Sul bordo della base è presente un ritaglio per la serratura dell'alloggiamento, e sulla parte conica della base è presente una sporgenza per il fissaggio del portatarga con un pacco di piastre. Al centro della base è presente una sporgenza allungata che garantisce l'aggancio affidabile del tamburo con l'albero verticale del separatore.
Una confezione da 48...56 piastre serve a formare uno spazio interpiastra in cui il latte viene separato in panna e latte scremato.
Lo spazio tra le piastre è creato da tre punte alte 0,4 mm poste all'esterno di ciascuna piastra. L'ultima piastra ha punte su entrambi i lati, che consente di creare uno spazio non solo con la piastra adiacente, ma anche con la base della il tamburo. Ogni piastra ha tre fori; Quando si assemblano le piastre in un sacchetto, si formano dei canali verticali attraverso i quali il latte viene distribuito nello spazio tra le piastre.
Figura 2.3. Schemi tecnologici di tamburi separatori di varie tipologie:
a - tamburo del separatore - separatore (separatore di panna), b - tamburo del separatore - chiarificatore (purificatore del latte), c - tamburo del separatore con ugelli (cagliata), d - tamburo del separatore con scarico periodico dei sedimenti: 1 - inserti a disco, 2 - sedimento (melma separatore), 3- frazione pesante (latte scremato), 4- frazione leggera (panna), 5- liquido chiarificato (latte puro), 6- siero di latte, 7- ricevitore della cagliata, 8- coagulo di cagliata, 9 - ugello, 10- disco a pressione crema, 11 - disco a pressione latte scremato, 12 - finestre di scarico, 13 - fondo mobile (pistone), 14 - valvola di controllo del movimento del pistone, 15 - ricevitore di sedimenti.
Sulla superficie superiore della piastra di separazione sono presenti tre nervature che forniscono lo spazio necessario tra la superficie interna del corpo del tamburo e la piastra di separazione. Nella parte cilindrica superiore del piatto separatore è presente un foro per lo scolo della panna.
Il corpo del tamburo ha una forma conica con una certa espansione alla base, che forma uno spazio di fango. Nella parte inferiore dell'alloggiamento, sul lato esterno, è presente un dispositivo di chiusura che si inserisce nell'apertura della base del tamburo durante il montaggio. Nella parte superiore del collo del corpo sono presenti due canali di uscita a fessura per lo scarico del latte scremato, un foro per la fuoriuscita della panna ed una vite di regolazione, ovvero una boccola filettata.
Il rapporto quantitativo tra panna e latte scremato nei separatori può variare entro limiti molto ampi: da 1: 3 a 1:12. In questo caso, il rapporto richiesto viene raggiunto utilizzando dispositivi di controllo, il cui principio si basa sulla modifica della portata della panna o del latte scremato modificando la pressione, oppure sulla modifica della sezione trasversale dell'uscita.
Fig.2.4. Tamburo separatore - depanna tipo aperto con scarico manuale dei sedimenti: 1 - dado di raccordo, 2 - corpo tamburo, 3 - piastra separatrice, 4 - pacco piastre, 5 - portapiatti, 6 - o-ring, 7 - base tamburo.
Nel primo metodo, una vite di regolazione con un foro di sezione trasversale costante viene avvitata verso l'interno. La portata della crema diminuisce, poiché la forza centrifuga diminuisce man mano che la vite si avvicina all'asse di rotazione, e con essa diminuisce la pressione. In questo caso uscirà meno crema, ma sarà più viscosa e conterrà più grassi.
Il secondo metodo di regolazione del contenuto di grassi della panna viene implementato nei separatori di panna semichiusi. Una caratteristica distintiva di questo tipo di tamburo separatore è la struttura della piastra di separazione, nella parte superiore della quale si trovano due camere di pressione. Una camera contiene il disco pressore della panna del dispositivo di ricezione ed uscita del separatore. La camera situata nel collo del coperchio del fusto contiene un disco a pressione per il latte scremato. In tali separatori, il rapporto tra la quantità di panna e latte scremato è regolato da valvole (farfalle) installate sui tubi del dispositivo di ricezione e di uscita.
I tamburi separatori con scarico periodico del muco separatore (sedimenti) hanno un dispositivo più complesso. Alla base del tamburo (Fig. 2.5) è presente un fondo mobile (pistone). La tenuta tra la base, il coperchio del tamburo e il pistone è assicurata da O-ring. A livello della giunzione tra pistone e coperchio del tamburo sono presenti finestre per lo scarico dei sedimenti. Nella posizione superiore del pistone le finestre sono chiuse; quando è abbassato il sedimento viene scaricato attraverso le finestre nel ricevitore.
Riso. 2.5. Separatore a tamburo - depanna con scarico periodico dei sedimenti:
1 - base del tamburo, 2 - fondo mobile (pistone), 3, 5 - anelli di tenuta, 4 - finestra per lo scarico dei sedimenti, 6 - anello di serraggio, 7 - coperchio del tamburo, 8 - valvola di scarico, 9 - getto, 10 - anello di distribuzione respingente acqua.
Il principio di funzionamento del tamburo separatore-depanna con scarico periodico dei sedimenti si basa sulla creazione di una certa differenza di pressione tra il latte nel tamburo e il liquido (acqua tampone) sotto il fondo mobile (pistone). Lo scarico è controllato utilizzando un sistema idraulico in modalità manuale e automatica. Gli elementi principali del sistema sono l'unità idraulica e il pannello di controllo.
L'unità idraulica (Fig. 2.6) comprende un filtro, riduttore per la regolazione della pressione dell'acqua nel sistema di scarico dei fusti (acqua tampone), manometri, elettromagnetici valvola per fornire acqua di lavaggio al ricevitore di sedimenti, valvole manuali per il controllo manuale del funzionamento del separatore, nonché una valvola a tre vie per il rifornimento di acqua nella cavità sotto il fondo mobile (pistone) del tamburo in posizione chiusa.
Il pannello di controllo comprende tre relè temporizzati, telecomando e pulsanti di scarico manuale, spie di segnalazione e fusibili. Un relè temporale software viene utilizzato per impostare l'intervallo tra gli scarichi (30 minuti), nonché per controllare il funzionamento di altri due relè. Uno di questi è necessario per controllare il funzionamento dell'elettrovalvola di alimentazione dell'acqua di lavaggio, il secondo è per regolare il tempo di scarico (0,2...0,5 s) del tamburo separatore.
Il sistema di controllo dello scarico del separatore idraulico agisce sul fondo mobile (pistone) del fusto tramite due valvole di scarico poste nel corpo del fusto con un angolo di 180°. Le valvole sono collegate da canali praticati nel corpo della base con una cavità sotto il pistone e un dispositivo di alimentazione dell'acqua tampone sotto la base del tamburo. Si aprono nello spazio tra la parete verticale del tamburo e l'involucro del separatore. I dispositivi di ricezione e uscita dei separatori sono progettati per introdurre il latte nel separatore e rimuovere i prodotti separati. Per i separatori di tipo aperto (Fig. 2.7), il dispositivo di ricezione ed uscita è un contenitore a forma di ciotola posto sul telaio del separatore.
Riso. 2.6. Schema di collegamento del gruppo idraulico di un separatore autoscaricante:
1 - filtro, 2, 6 - valvole di controllo manuali, 3 - valvola elettromagnetica per l'alimentazione dell'acqua di lavaggio, 4 - valvola a tre vie per modalità operative, 5 - valvola elettromagnetica per la fornitura di acqua tampone, 7, 9 - manometri, 8 - pressione riduttore, relè temporizzato RV.
Il contenitore è composto da una camera galleggiante di ricezione e due camere di distribuzione con corni per panna e latte scremato. La vaschetta di raccolta garantisce un'alimentazione uniforme del latte proveniente dal serbatoio di stoccaggio. La vaschetta del galleggiante è dotata di un tubo con foro calibrato al centro; il suo diametro garantisce la prestazione nominale del separatore ad un certo livello di latte, che viene mantenuto da un galleggiante. Se il livello del latte è insufficiente, il galleggiante si abbassa e permette al latte di defluire dal contenitore nella camera. Quando viene superato il livello nominale, il galleggiante chiude il foro di scarico del contenitore del latte ed il livello nella camera diminuisce.
Gli elementi del contenitore a tazza di un separatore di tipo aperto sono realizzati in lamiera (solitamente lamiera stagnata o di acciaio inox), mentre per i separatori di piccola capacità sono realizzati in materiali polimerici.
Per garantire che la panna ed il latte scremato che escono dai fori del tamburo entrino nelle corrispondenti camere di distribuzione, gli alberi verticali dei separatori di tipo aperto possono essere regolati in altezza tramite un'apposita vite posta sotto il supporto inferiore dell'albero separatore verticale. . Il tamburo scende o sale insieme all'albero.
Riso. 2.7.Separatore di crema di tipo aperto:
1 - vaschetta del telaio, 2 - camera di distribuzione del latte scremato, 3 - camera di distribuzione della panna, 4 - vaschetta di raccolta del galleggiante, 5 - galleggiante, 6 - fondo di un contenitore a forma di ciotola, 7 - rubinetto, 8 - tubo della vaschetta del galleggiante, 9 - vite di regolazione del contenuto di grasso della panna, 10 - tappo di riempimento dell'olio, 11 - pulsante del pulsatore, 12 - finestra di ispezione del livello dell'olio, 13 - tappo di scarico dell'olio, 14 - vite di regolazione dell'altezza del tamburo.
Per un separatore di piccola capacità con azionamento elettrico, questa regolazione è associata al sollevamento o all'abbassamento del motore insieme al tamburo mediante una vite sul fondo dell'alloggiamento del separatore. I separatori semichiusi hanno un design più complesso del dispositivo di ricezione e uscita (Fig. 2.8), che consiste in uno (per i depuratori del latte) o due (per i separatori di panna) dischi a pressione.
Il disco di pressione è realizzato sotto forma di due cerchi piatti, tra i quali si trovano diversi canali a spirale per il liquido. Utilizzando tubi disposti concentricamente, i canali del disco sono collegati ai tubi di uscita, alle estremità dei quali si trovano le valvole a farfalla di controllo.
Lungo l'asse del dispositivo di ricezione e uscita è presente un tubo centrale attraverso il quale il latte scorre nel tamburo. Il tubo può essere collegato direttamente alla linea di alimentazione del latte oppure ad una vaschetta che regola il flusso del latte nel separatore.
Utilizzando le valvole di controllo, è possibile modificare il contenuto di grassi della crema risultante. L'intensità del flusso di panna viene misurata da un rotametro-contatore di panna, che è un alloggiamento in cui si trova un galleggiante. Il galleggiante ha un'asta che si inserisce in un tubo graduato di vetro. Quanto più intenso è il movimento del flusso di crema, tanto più in alto si alza il galleggiante. In base alla posizione della testa dell'asta rispetto alla scala del tubo, viene stimato il consumo di crema per unità di tempo.
Quando il separatore è in funzione, il latte che entra nel tamburo sposta i prodotti della separazione nelle camere a pressione. Ruotando con queste camere, la panna, il latte intero scremato o chiarificato vengono catturati dai canali a spirale dei dischi fissi. In questo caso la pressione ad alta velocità del liquido rotante si trasforma in pressione statica, per cui la pressione dei prodotti di separazione nei canali del disco sale a 250...300 kPa. Questa pressione viene utilizzata per spostare la panna e il latte scremato attraverso i tubi negli scambiatori di calore dal serbatoio di stoccaggio. Pertanto, il separatore svolge le funzioni di una pompa.
Riso. 2.8. Dispositivo di ricezione e uscita di un separatore semichiuso di un separatore di crema:
1 - disco pressione panna, 2 - disco pressione latte magro, 3 - tubo di separazione, 4 - valvola controllo panna, 5, 7 - manometri, 6 - tubo ingresso latte centrale, 8 - valvola controllo latte scremato.
In un separatore sigillato, il latte da separare viene immesso nel tamburo dal basso, attraverso un albero verticale cavo, la cui estremità inferiore esce sotto il telaio. All'estremità dell'albero si trovano i dischi del dispositivo di pompaggio che, ruotando insieme all'albero, svolgono il ruolo di ruota di pressione e pompano il latte nel tamburo. Il latte cade sotto il portapiastre e poi, attraverso canali verticali formati dai fori delle piastre, viene distribuito in tutta la loro confezione. La panna contenuta in tale tamburo viene raccolta nel tubo centrale del portapiatti e rimossa dal tamburo sotto la pressione creata all'ingresso del separatore da un dispositivo a pressione.
Il latte scremato, passando tra il piatto separatore ed il coperchio del tamburo, entra nella camera del disco pressore e viene scaricato dal separatore. I separatori ermetici assicurano la separazione più completa della fase grassa dal latte, poiché durante il funzionamento del loro tamburo non si formano schiuma e bolle d'aria che interferiscono con la separazione del latte.
Nei moderni separatori di panna, i globuli di grasso, la cui dimensione è inferiore a 0,1 micron, entrano nel latte scremato, mentre nel latte scremato rimane lo 0,02...0,05% di grasso (Tabella 2.1).
Nella produzione di molti latticini, come materia prima viene utilizzato latte con un certo contenuto di grassi, ad esempio con un contenuto di grassi del 3,2 o 3,5%. Tale latte è chiamato normalizzato e il processo per portare il latte a un contenuto di grassi standard è chiamato normalizzazione. Il modo più semplice per normalizzare il latte è aggiungere latte scremato o panna in una certa proporzione e mescolarli in un contenitore. Un metodo più conveniente è quello di normalizzare il latte nel flusso, che viene effettuato utilizzando separatori di crema dotati di un dispositivo di normalizzazione, che è installato sul dispositivo di ricezione e uscita del separatore.
Nella fig. La Figura 2.9 mostra uno dei dispositivi per normalizzare il latte in un flusso utilizzando un separatore di panna. La tubazione di uscita della panna è collegata tramite un tubo alla tubazione di uscita del latte scremato. All'uscita della panna è installata una valvola a farfalla. Durante la normalizzazione del latte, parte della panna viene diretta attraverso il tubo verso l'uscita del separatore e, mescolandosi con il latte scremato, forma una miscela normalizzata. La crema in eccesso viene scaricata attraverso la tubazione. Quando la valvola a farfalla è completamente aperta, il separatore funge da separatore di panna. La manopola dell'acceleratore ha la forma di un cappuccio che ricopre la parte cilindrica del corpo farfallato, sul quale è applicata una scala. Utilizzando questa scala, il dispositivo di normalizzazione viene impostato sul contenuto di grassi del latte specificato secondo la tabella. La precisione della normalizzazione del latte in base al contenuto di grassi utilizzando tale dispositivo è ± 0,2%.
A seconda dello scopo tecnologico, la maggior parte dei separatori presenta caratteristiche speciali nel design.
Tabella 2.1. Caratteristiche tecniche degli scrematori.
Indice | Aperta con scarico fanghi manuale | Semichiusa con scarico fanghi manuale |
||||
Produttività, m3/h | ||||||
Frequenza di rotazione del tamburo, s-1 | ||||||
Volume dello spazio di fango, dm3 | ||||||
Dimensioni complessive, mm | ||||||
Peso senza motore elettrico, kg |
Pertanto, nei separatori per panna ricca di grassi, le distanze tra le piastre aumentano (fino a 0,6 mm), così come tra le piastre e il portapiastre. Il ricevitore della panna grassa (82...85% di grassi) ed il tubo per il suo scarico hanno una pendenza maggiore. L'alimentazione della panna separata (30...40% di contenuto di grassi) al separatore è regolata tramite un rubinetto. L'impostazione del separatore per produrre panna ad alto contenuto di grassi per diversi tipi di burro viene effettuata modificando la quantità di panna e la pressione all'uscita del latticello (tramite manometro utilizzando un pistone di controllo)
Chiama" href="/text/category/koll/" rel="bookmark">collettore di motori elettrici monofase ad alta velocità con una tensione di 220 V.
Poiché i separatori sono dotati di azionamento con motori elettrici asincroni con frequenza industriale 50 con una velocità di rotazione non superiore a 50 s-1, vengono posti requisiti speciali sul meccanismo di azionamento, che garantisce la rotazione del tamburo separatore con una frequenza di 80 s-1.
Lo schema più comune del meccanismo di azionamento del separatore è mostrato in Fig. 2.10. Il motore elettrico fa ruotare la parte motrice del giunto, le cui pastiglie, sotto l'azione della forza centrifuga, vengono premute contro la parte cilindrica interna del semigiunto, montato rigidamente sull'albero motore orizzontale. Sullo stesso albero è fissato un ingranaggio che trasmette la rotazione dall'albero orizzontale del separatore a quello verticale. Quest'ultimo ha una filettatura a più principi che ingrana con un ingranaggio.
Riso. 2.10 Schema del meccanismo di azionamento del separatore.
1 - motore elettrico, 2 - parte motrice della frizione di accelerazione centrifuga, 3 - parte condotta della frizione, 4 - albero orizzontale, 5 - ruota dentata, 6 - supporto elastico del collo, 7 - tamburo, 8 - albero verticale.
Il movimento nella coppia di ingranaggi dell'azionamento del separatore viene eseguito secondo il principio di una coppia di viti, in cui l'albero verticale è una vite e la ruota è un settore. In movimento, la filettatura della vite dell'albero verticale scorre ad alta velocità (fino a 25 m/s) lungo i denti della ruota, pertanto, per ridurne l'usura, la coppia di viti è realizzata con materiali a basso coefficiente di attrito e buona resistenza all'usura. Altrettanto importanti sono la precisione costruttiva e la pulizia delle superfici di impegno.
La trasmissione a vite del meccanismo di azionamento del separatore deve essere lubrificata durante il funzionamento, a tale scopo nell'alloggiamento del telaio del separatore sono presenti tappi per il riempimento e lo scarico del lubrificante.
È importante notare che la coppia di ingranaggi dell'azionamento del separatore trasmette la rotazione in due direzioni: dal motore elettrico al tamburo durante la sua accelerazione e funzionamento, e anche dal tamburo, che ha un'inerzia elevata, al motore elettrico quando il separatore è spento. Ciò è spiegato dal design multi-principio (11 principi) della vite e dall'ampio angolo di inclinazione del suo dente. Il rapporto di trasmissione delle coppie di viti dei separatori è compreso tra 3 e 6.
Una delle caratteristiche più importanti del meccanismo di azionamento dei separatori è la presenza del cosiddetto supporto elastico del collo, ovvero l'installazione di un cuscinetto superiore di un albero verticale con la possibilità di una certa libertà di movimento sul piano orizzontale. Per fare ciò viene inserito un elemento elastico tra il cuscinetto superiore posto sotto il fondo del tamburo e la sua sede nel telaio del separatore. Per i piccoli separatori può trattarsi di una boccola in gomma. Quelli più efficienti hanno un gruppo di molle di compressione disposte radialmente (di solito sei con un angolo di 60° tra loro).
Le imprecisioni nella fabbricazione e nella posizione relativa delle parti del tamburo durante l'assemblaggio portano ad un leggero spostamento dell'asse dell'albero verticale che ruota nei cuscinetti rispetto all'asse di rotazione del tamburo. Il verificarsi della forza centrifuga in questo caso influisce negativamente sul funzionamento del separatore. La presenza di un elemento elastico nel supporto del collo permette al tamburo di autobilanciarsi entro certi limiti (il tamburo inclina l'albero verticale in modo che il suo baricentro coincida con l'asse geometrico di rotazione del tamburo).
Per assorbire le vibrazioni verticali del tamburo, l'albero verticale del separatore poggia su una molla posta sotto il cuscinetto inferiore.
Nei separatori ad alta capacità, le vibrazioni verticali del tamburo sono percepite da un gruppo di molle installate nel supporto del collo dell'albero verticale parallelo al suo asse. I separatori con una capacità fino a 1000 l/h non dispongono di tali molle, poiché la massa dei loro fusti è relativamente piccola. Allo stesso tempo, piccole vibrazioni dell'albero verticale possono portare al bloccaggio del cuscinetto inferiore e, per evitare ciò, il cuscinetto viene reso sferico. La frequenza di rotazione del tamburo separatore viene controllata utilizzando un contagiri a quadrante e un dispositivo speciale: un pulsatore. La particolarità del suo funzionamento è che quando si preme il pulsante del pulsatore con la mano, si avverte una spinta ad ogni giro dell'albero eccentrico. L'albero eccentrico è collegato tramite una coppia di viti senza fine a un ingranaggio che serve ad azionare il contagiri e il pulsatore ed è installato sull'albero orizzontale del meccanismo di azionamento del separatore. Le istruzioni del separatore indicano il numero dei minuti di kick che il pulsatore dovrebbe avere alla velocità nominale del tamburo. Il contagiri mostra la velocità di rotazione dell'albero motore del separatore orizzontale, il cui valore è indicato anche nelle istruzioni.
I tamburi separatori hanno un'elevata energia cinetica e quando il motore è spento, il separatore continua a ruotare per un periodo piuttosto lungo. Nei separatori ad alte prestazioni il tempo necessario affinché la velocità scenda a zero è di diverse decine di minuti. Poiché dopo la fine del ciclo operativo i separatori devono essere smontati, puliti dai sedimenti e lavati (ad eccezione di quelli autoscaricanti con lavaggio a circolazione), per risparmiare tempo al personale operativo, i separatori sono dotati di speciali dispositivi di frenatura . Questo dispositivo è costituito da due pastiglie con rivestimenti in materiale d'attrito. Sono collegati all'impugnatura tramite un'asta caricata a molla e si trovano nella vasca separatore ad un angolo di 180° l'uno rispetto all'altro. In tale dispositivo di frenatura i ceppi agiscono sulla parete esterna del tamburo.
In alcuni modelli di azionamento, compresi i separatori autoscaricanti, il freno è installato nell'alloggiamento della frizione centrifuga di accelerazione. In questo caso, la ganascia del freno viene premuta contro la superficie esterna della campana della frizione, collegata rigidamente all'albero motore orizzontale. I separatori di media capacità sono dotati di bulloni di bloccaggio nella vasca del telaio per fissare il tamburo durante la pulizia e il lavaggio. Per fare ciò, una volta avvitati, si inseriscono nella presa del corpo del tamburo.
2.3. Attrezzature per l'omogeneizzazione del latte e dei suoi derivati
L'omogeneizzazione è la frantumazione (dispersione) dei globuli di grasso sottoponendo il latte o la panna a forze esterne significative. Durante il trattamento si riducono le dimensioni dei globuli di grasso e la velocità di galleggiamento. La sostanza del guscio dei globuli di grasso viene ridistribuita, l'emulsione di grasso viene stabilizzata e il latte omogeneizzato non si deposita.
Gli omogeneizzatori a valvola vengono utilizzati per trattare latte e panna per impedirne la separazione durante lo stoccaggio.
Gli omogeneizzatori-plastificanti rotanti vengono utilizzati per modificare la consistenza dei latticini come formaggi fusi e burro. Nel burro lavorato con il loro ausilio, la fase acquosa viene dispersa, per cui il prodotto si conserva meglio.
Il principio di funzionamento degli omogeneizzatori a valvola, quelli più diffusi, è il seguente. Nel cilindro dell'omogeneizzatore il latte è sottoposto ad azione meccanica ad una pressione di 15...20 MPa. Quando la valvola viene sollevata, aprendo leggermente la stretta fessura, il latte fuoriesce dal cilindro. Ciò è possibile quando viene raggiunta la pressione di esercizio nel cilindro. Passando attraverso una stretta intercapedine circolare tra la sede e la valvola, la velocità del latte aumenta da zero ad un valore superiore a 100 m/s. La pressione nel flusso diminuisce bruscamente e una goccia di grasso catturata in tale flusso viene estratta e quindi, a seguito dell'azione delle forze di tensione superficiale, viene frantumata in piccole particelle di goccioline.
Quando l'omogeneizzatore è in funzione, all'uscita dell'intercapedine della valvola, si osserva spesso l'adesione delle particelle frantumate e la formazione di “cluster”, riducendo l'efficienza dell'omogeneizzazione. Per evitare ciò, viene utilizzata l'omogeneizzazione a due stadi (Fig. 2.11). Nella prima fase si crea una pressione pari al 75% della pressione di esercizio, nella seconda fase si stabilisce la pressione di esercizio. Per effettuare l'omogeneizzazione, la temperatura delle materie prime del latte dovrebbe essere di 60...65°C. A temperature più basse aumenta la sedimentazione dei grassi; a temperature più alte le proteine del siero di latte possono precipitare.
Fig.2.11. Testa omogeneizzante.
I - primo stadio, II - secondo stadio, 1 - sede della valvola, 2 - valvola, 3 - asta, 4 - vite di pressione, 5 - tazza, 6 - molla, 7, 8 - alloggiamenti.
Un omogeneizzatore con testa omogeneizzante a due stadi (Fig. 2.12) è costituito da un telaio, un alloggiamento, un blocco stantuffo, una testa omogeneizzante, un azionamento e un meccanismo a manovella.
Riso. .2.12. Omogeneizzatore A1-OGM-5
1 - motore elettrico, 2 - telaio con azionamento, 3 - manovellismo con sistemi di lubrificazione e raffreddamento, 4 - blocco stantuffi con teste di omogeneizzazione e pressione e valvola di sicurezza, 5 - testa di pressione, 6 - testa di omogeneizzazione, 7 - trasmissione a cinghia trapezoidale .
Il telaio è realizzato in profilati e rivestito esternamente in lamiera d'acciaio. Al suo interno è installato un motore elettrico su una piastra incernierata al telaio tramite due staffe.
Il blocco stantuffo è costituito da un corpo stantuffo, guarnizioni a labbro, valvole di aspirazione e scarico e sedi delle valvole. Quando una coppia di stantuffi è in funzione, il liquido fluisce verso la testa di omogeneizzazione con un flusso pulsante. Per livellarlo gli omogeneizzatori utilizzano solitamente pompe a tre pistoni azionate da
un albero motore i cui gomiti sono sfalsati di 120° l'uno rispetto all'altro.
Una testa di omogeneizzazione a due stadi, una testa con manometro e una valvola di sicurezza situata sul lato opposto della testa di omogeneizzazione sono imbullonate al blocco dello stantuffo. La testa del manometro è dotata di un dispositivo di strozzamento che consente di ridurre l'ampiezza delle oscillazioni della lancetta del manometro durante il funzionamento dell'omogeneizzatore. L'azionamento dell'omogeneizzatore comprende un motore elettrico e una trasmissione a cinghia.
Il manovellismo è costituito da un albero motore montato su due cuscinetti a rulli conici, bielle e una puleggia condotta. Le bielle sono collegate incernierate ai cursori.
L'industria produce omogeneizzatori di varie capacità (Tabella 2.2).
Tabella 2.2. Caratteristiche tecniche degli omogeneizzatori per latte e latticini liquidi
Indice | |||
Produttività, m3/h | |||
Pressione di esercizio, MPa | |||
Temperatura del prodotto lavorato, ºС | |||
Numero di stantuffi | |||
Corsa del pistone, mm | |||
Velocità di rotazione dell'albero motore, s-1 | |||
Numero di stadi dell'omogeneizzatore | |||
Potenza motore elettrico, kW | |||
Dimensioni complessive, mm | 1430×1110×1640 | 1480×1110×1640 |
|
Peso (kg |
Nel caso in cui durante l'omogeneizzazione sia necessario escludere l'accesso di microrganismi al prodotto lavorato, vengono utilizzate speciali teste di omogeneizzazione asettiche. In tali teste, nello spazio delimitato da due elementi di tenuta, viene immesso vapore caldo ad una pressione di 30...60 kPa. Questa zona ad alta temperatura funge da barriera per impedire ai batteri di entrare nel cilindro dell'omogeneizzatore.
Gli omogeneizzatori-plastificanti differiscono nel principio di funzionamento e nella struttura dagli omogeneizzatori a valvola. Il corpo di lavoro in essi contenuto è un rotore, che può avere un numero diverso di pale: 12, 16 o 24.
L'omogeneizzatore-plastificante (Fig. 2.13) è costituito da un telaio, un alloggiamento con viti, un ricevitore bunker e guidare. L'azionamento consente di regolare la velocità di rotazione delle coclee di alimentazione (utilizzando un variatore) entro un intervallo compreso tra 0,2 e 0,387 s-1. La velocità di rotazione del rotore con pale non è regolabile ed è di 11,86 s-1. Il principio di funzionamento della macchina è il seguente. Il burro viene immesso in una tramoggia, da dove, mediante due coclee rotanti in sensi opposti, viene pressato attraverso un rotore e da un ugello dotato di diaframma nella tramoggia della riempitrice.
Riso. 2.13. Omogeneizzatore M6-OGA per burro:
1 ruota, 2 telaio, 3 corpo, 4 supporto ugello, 5 ugello, 6 serratura, 7 camera della coclea, 8 tramoggia, 9 pannello di controllo, 10 coclee.
Per evitare che l'olio si attacchi, le parti operative dell'omogeneizzatore vengono lubrificate con una speciale soluzione grassa prima di iniziare il lavoro. La produttività dell'omogeneizzatore dipende dalla velocità di rotazione delle coclee ed è di 0,76... 1,52 m3/h. La potenza motrice della macchina è di 18,3 kW.
L'omogeneizzatore YaZ-OGZ è progettato per la lavorazione della massa di formaggio fuso nella produzione di formaggio fuso ed è costituito dalle seguenti parti: base, corpo, set di strumenti di omogeneizzazione, tramoggia, dispositivo di scarico e azionamento.
La base viene utilizzata per fissare ad essa i componenti dell'omogeneizzatore. L'alloggiamento contiene unità di lavoro e dispositivi di tenuta.
Lo strumento di omogeneizzazione (Fig. 2.14) per alimentare, macinare e mescolare la massa di formaggio fuso è realizzato sotto forma di coltelli mobili e fissi, separati da anelli distanziatori, nonché di una ruota a pale di carico e di un rotore di scarico. I coltelli mobili sono dotati di scanalature speciali realizzate ad una certa angolazione rispetto alla superficie terminale, che facilitano il movimento del prodotto frantumato verso il dispositivo di scarico. L'albero dell'utensile di omogeneizzazione ruota ad una frequenza di 49 s-1.
Il bunker per la ricezione e lo stoccaggio della massa di formaggio è dotato di una giacca termoisolante.
Un dispositivo di scarico sotto forma di due tubi collegati tra loro da un rubinetto serve a scaricare la massa omogeneizzata nel distributore della riempitrice.
Riso. 2.14. Kit di strumenti per omogeneizzare l'omogeneizzatore:
1- anello stazionario, 2- anello mobile, 3- anello lame, 4- tramoggia, 5- coltello mobile, 6- corpo, 7- coltello fisso, 8- rotore di scarico, 9- albero omogeneizzatore.
L'azionamento è costituito da un motore da 11 kW progettato per trasmettere la rotazione dall'albero alla parte mobile dell'utensile di omogeneizzazione.
La lavorazione del prodotto sull'omogeneizzatore YaZ-OGZ viene eseguita come segue. La massa di formaggio fuso viene periodicamente o continuamente alimentata nella tramoggia dell'omogeneizzatore. Sotto l'influenza del vuoto creato dalla ruota a pale di caricamento, il prodotto entra nell'utensile di omogeneizzazione, nel quale, passando in sequenza attraverso coltelli mobili e fissi, viene omogeneizzato e alimentato al dispositivo di scarico.
L'utilizzo di un omogeneizzatore consente di evitare l'operazione tecnologica di filtrazione della massa casearia per rimuoverne le particelle non fuse.
2.4. Attrezzatura per la disidratazione preliminare della cagliata e della massa di caseina
Queste attrezzature comprendono separatori per la disidratazione della cagliata, dispositivi per la separazione del siero e centrifughe. La maggior parte di queste attrezzature sono descritte nelle sezioni dedicate alla produzione delle relative tipologie di prodotti (formaggio, ricotta, ecc.).
Le centrifughe utilizzate nell'industria lattiero-casearia possono essere di sedimentazione e filtraggio, discontinue e continue.
Una centrifuga a decantazione continua per la disidratazione preliminare della massa di cagliata viene attualmente utilizzata relativamente raramente.
Una centrifuga con filtro batch per la disidratazione dello zucchero del latte è costituita da un rotore, un involucro, un azionamento e un pannello di controllo. Il rotore cilindrico è realizzato in acciaio inossidabile. La sua superficie forata è dotata di una rete metallica. Per aumentare la resistenza, il rotore ha due fasce. I fori del rotore di diametro 5 mm sono sfalsati con passo di 20 mm. Il rotore è montato sull'albero di un motore elettrico montato su una base con giunto sferico. La trasmissione è fissata con bulloni con gomma ammortizzatori. Il rotore e la trasmissione sono ricoperti da un involucro di acciaio. Viene fornito un imbuto di caricamento per caricare il prodotto nel rotore. Il coperchio ha un dispositivo di bloccaggio.
Domande di controllo.
1. Qual è la durata media del funzionamento continuo dei diversi tipi di filtri? 2. Come aumenta l'efficienza dell'ultrafiltrazione del siero di latte nel sistema Sartokon-2? 3. In quali casi la purificazione del latte mediante separatori del latte è inefficace? 4. Quali fattori influenzano il processo di separazione del latte? 5. Come viene regolato il contenuto di grassi del latte nei diversi tipi di scrematrici? 6. In quali separatori il latte viene fornito al tamburo dal basso? 7. Come viene effettuata la normalizzazione nei separatori di crema? 8. Quali fattori influenzano l'omogeneizzazione del latte? 9. A quale pressione viene effettuata l'omogeneizzazione nel primo e nel secondo stadio? 10. Perché gli omogeneizzatori sono dotati di pompe a tre pistoni?
Biglietto 11
Attrezzature per la pulizia e il raffreddamento del latte. Classificazione
Raffreddatore di latte pastorizzatore purificatore OPF-1-300
Purificatore per il raffreddamento del latte OM-1
Raffreddatore a serbatoio TOM-2A
Purificazione del latte. La prima operazione nella linea primaria di lavorazione del latte è la pulizia dalle impurità meccaniche (rifiuti, residui di cibo, capelli, ecc.), che viene eseguita facendo passare il latte appena munto attraverso un filtro (cotone, lavsan) o trasformandolo in latte centrifugo. purificatori con preriscaldamento (latte precedentemente raffreddato). ) latte fino a 310-330 K. Quando il purificatore del latte è in funzione, nel suo spazio di fango si accumula lo sporco (muco separatore) che viene periodicamente rimosso. Il tempo di funzionamento continuo del purificatore del latte è di 2-3 ore.
I filtri del latte si dividono in aperti e chiusi. Nei filtri aperti, il latte passa attraverso la membrana filtrante solo sotto l'influenza della pressione idrostatica della colonna liquida. Nei filtri chiusi attraversa il tessuto sotto una pressione di 0,1-0,2 MPa creata dalla pompa.
REFRIGERATORI DEL LATTE
Tipi di refrigeratori per il latte, loro progettazione e funzionamento. Il raffreddamento del latte appena munto viene effettuato nelle linee di produzione su dispositivi chiamati refrigeratori.
I modelli di refrigeratori esistenti possono essere utilizzati separatamente o far parte di unità combinate di raffreddamento-pastorizzazione o purificazione-raffreddamento.
Classificazione dei refrigeratori . I moderni refrigeratori possono essere classificati in base alle seguenti caratteristiche principali.
Per la natura del contatto con l'aria circostante: irrigazione aperta e flusso chiuso.
Secondo il profilo della superficie di lavoro: tubolare e lamellare.
In base al numero di sezioni: singola e multisezione.
In base alla progettazione: riga singola e multipla (batch).
La forma è piatta e rotonda.
A seconda degli influssi che determinano la promozione del prodotto: sotto pressione e utilizzando il vuoto o il peso proprio del prodotto.
Secondo la direzione relativa del movimento dei fluidi scambiatori di calore: flusso diretto e controcorrente, con movimento parallelo e trasversale dei fluidi.
Dispositivo di raffreddamento del latte a piastreOOU-M. I grandi allevamenti da latte utilizzano unità automatizzate di raffreddamento delle piastre prodotte per l'industria uterina. Sono costituiti da due sezioni di scambio termico. Nel primo, il latte viene preraffreddato con acqua fredda e nel secondo con salamoia circolante.
L'installazione automatizzata OOU-M comprende: un raffreddatore a piastre costituito da una sezione di raffreddamento dell'acqua e una sezione di raffreddamento della salamoia, un tubo di uscita del latte con un termometro, una tubazione con una valvola dotata di attuatore e un armadio di controllo.
Le unità di raffreddamento automatizzate sono dotate di allarmi luminosi e sonori. Le unità possono funzionare con controllo automatico o manuale.
Il latte viene pompato nella sezione di raffreddamento dell'acqua, dove viene raffreddato ad una temperatura di 286 K, quindi passa attraverso la sezione della salamoia, dove la temperatura viene ridotta a 276 K. Il latte raffreddato entra nel serbatoio di stoccaggio.
All'uscita del latte dal frigorifero è installata una termoresistenza collegata al circuito elettrico del quadro elettrico. La temperatura del latte viene registrata sul nastro del dispositivo di misurazione (ponte elettronico) del quadro di controllo sotto forma di curva continua.
Se la temperatura del latte refrigerato si discosta dalla temperatura impostata di oltre 2 gradi, il ponte elettronico genera un segnale di controllo fornito all'attuatore della valvola della salamoia. L'attuatore, a seconda del segno della deviazione della temperatura, apre o chiude la valvola della salamoia, regolando il flusso della salamoia nella sezione della salamoia. Nella modalità automatica la salamoia può essere utilizzata ad una temperatura di 268 K.
Serbatoio di raffreddamento del latteTOM-2L. Viene utilizzato in combinazione con mungitrici che servono una mandria fino a 400 mucche. Si compone di 9 bagni di latte con agitatore 8, compressore freon 1 marca FUN-8, condensatore 2, ricevitore 3, filtro deidratore 4, scambiatore di calore 5, evaporatore 6, pompa dell'acqua 7, accumulatore di freddo.
3-4 ore prima dell'inizio della mungitura, spegnere il compressore e iniziare la mungitura. raffreddamento affidabile dell'acqua nell'accumulatore di freddo e congelamento del ghiaccio sui pannelli dell'evaporatore. Il latte viene fornito al bagno utilizzando una pompa a membrana. Prima che venga fornito il latte, accendere il mixer e la pompa dell'acqua. L'impianto è dotato di dispositivi di controllo automatici e manuali.
La capacità di lavoro del bagno madre è di 1800 l. La capacità dell'accumulatore di freddo è di 1275 l. La capacità di raffreddamento dell'unità di refrigerazione è di 48 MJ. La potenza totale installata dei motori elettrici è di 7,44 kW.
Riso. Progettazione e schema tecnologico del serbatoio di raffreddamento del latte TOM-2A