Механическая обработка является неотъемлемой частью сложного технологического цикла переработки молока. Она заключается в механическом воздействии на молоко с целью его разделения на фракции (сливки и обезжиренное молоко), повышение гомогенности и однородности жировой фазы в молоке до и после разделения, а также в подготовке для получения одинакового соотношения массовой доли жира и сухих веществ в сырье и готовом продукте. Основные технологические операции механической обработки – сепарирование молока, нормализация и гомогенизация молока) [Твердохлеб, 1991; Крусь, 2006].
Сепарирование молока
Процесс сепарации молока представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование молока применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от механических и природных (кровь, слизь и т.п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высоко жирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока и др.
Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различиям в плотности фракций: плотность дисперсной фазы (жир) меньше, чем дисперсионной среды (плазма молока), или плотность дисперсионной среды (плазма молока) меньше, чем дисперсной фазы (частицы механических и природных примесей).
Сепарирования молокаосуществляется в специальных машинах - сепараторах. Сепараторы, предназначенные для разделения молока на обезжиренное молоко и сливки, называют сливкоотделительными сепараторами, а для очистки молока – сепараторами-молокоочистителями [Бредихин, 2003; Крусь, 2006]. Принципиальная схема работы сепаратора изображена на рисунке.
а – молокоочистительный сепаратор, б – сливкоотделительный сепаратор
Рисунок – Схема движения цельного очищенного молока, сливок и обезжиренного молока в барабане сепаратора
В соответствии с законом Стокса скорость выделения жировой фракции из молока находится в прямой зависимости от размеров жировых шариков, плотности плазмы молока, габаритов и частоты вращения барабана и в обратно пропорциональной зависимости от вязкости молока. С увеличением размеров жировых шариков и плотности плазмы молока ускоряется процесс сепарирования молока и отделения сливок. Чем выше содержание сухих обезжиренных веществ в молоке, тем выше плотность плазмы и цельного молока. Итак, молоко большей плотности будет иметь лучшие условия для сепарирования. Повышение вязкости молока приводит к снижению скорости выделения жировой фракции. Кроме того значительное влияние на сепарирование молока оказывают кислотность и температура молока [Бредихин, 2003; Крусь, 2006]. Повышение кислотности молока приводит к изменению коллоидного состояния его белков, что сопровождается иногда выпадением хлопьев; в результате нарастает вязкость, что затрудняет сепарирование.
Обычно используют сепарирование молока при 35-45оС, но иногда применяют высокотемпературный режим сепарирования молока при 60-85оС. С увеличением температуры сепарирования молока повышаются производительность сепаратора и качество обезжиривания. Однако высокотемпературный режим сепарирования молока имеет и ряд недостатков: увеличение содержания жира в обезжиренном молоке вследствие частичного свертывания альбумина, что препятствует выделению жира, сильное вспенивание сливок и обезжиренного молока, рост раздробления жировых шариков.
Сепарирование "холодного" молока также имеет несколько недостатков: снижается почти вдвое производительность сепараторов, вследствие повышения вязкости и частичной кристаллизации жира.
Исходя из соотношения масс сливок и обезжиренного молока можно найти необходимую жирность сливок. На молочные предприятия молоко поступает с различным содержанием жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), а в готовом продукте жира и СОМО должны быть в определенном количестве. В связи с этим необходима нормализация сырья [Крусь, 2006].
Читайте также статьи из серии "Механическая обработка молока":
bio-x.ru
Механическая обработка является неотъемлемой частью сложного технологического цикла переработки молока. Она заключается в механическом воздействии на молоко с целью его разделения на фракции (сливки и обезжиренное молоко), повышение гомогенности и однородности жировой фазы в молоке до и после разделения, а также в подготовке для получения одинакового соотношения массовой доли жира и сухих веществ в сырье и готовом продукте. Одной из технологической операции механической обработки молока является сепарирование молока
Применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от механических и природных примесей. Процесс сепарации молока представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы.
Разделение происходит благодаря различиям в плотности фракций молока: плотность дисперсной фазы (жир) меньше, чем дисперсионной среды (плазма молока).
Сепарирования молока осуществляется на специальном оборудовании — сепараторах. В зависимости от назначения, их разделяют на сепараторы-молокоочистители и сепараторы-сливкоотделители.
На производстве сепарирование молока проводится при температуре 35-45°С, но иногда применяют и высокотемпературный режим. Молоко в данном случае нагревается до температуры 60-85°С.
Повышение температуры сепарирования выше 45 °С нецелесообразно, так как степень обезжиривания молока повышается незначительно, а энергетические затраты требуются большие.
Положительно влияет на отделение сливок увеличение частоты вращения барабана сепаратора и среднего радиуса рабочей части тарелки: чем больше внутренний диаметр барабана, тем интенсивнее обезжиривание. Этими факторами пользовались для разработки новых конструкций сепараторов.
Наименьший отход жира в обезжиренное молоко происходит при сепарировании парного молока, имеющего наименьшую кислотность, не подвергавшегося ни тепловой (нагревание, охлаждение), ни механической обработке.
При сепарировании холодного молока на сепараторе обычной конструкции высокая эффективность обезжиривания возможна лишь при значительном снижении производительности. Так, при температуре молока 5°С производительность сепаратора следует понизить на 50%, при 10°С — на 30%, при 15°С — на 20%. С понижением температуры жирность сливок увеличивается. Это связано с тем, что вязкость холодных сливок выше, поэтому они медленнее вытекают из сепаратора и дольше подвергаются воздействию центробежной силы.
Повышение жирности сливок достигается также уменьшением подачи подогретого молока в сепаратор, вследствие более длительного воздействия на молоко центробежной силы.
Наряду с указанным (оптимальным) температурным режимом возможно применение и более высоких температур сепарирования в пределах 60-85°С. Исследования показали, что при температурах сепарирования выше 40°С возрастает дробление жировых шариков, увеличивается пенообразование в сливках и обезжиренном молоке, происходит частичная денатурация сывороточных белков и белков оболочек жировых шариков. Эти процессы сопровождаются накоплением большого количества сепараторной слизи. В итоге больше жира отходит в обезжиренное молоко и в пахту при сбивании сливок в масло, больше накапливается сепараторной слизи и чаще приходится останавливать и мыть сепаратор. В то же время повышение температуры позволяет несколько увеличить производительность сепаратора, упростить технологическую схему, так как сливки и обезжиренное молоко получают пастеризованными.
Высокотемпературное сепарирование целесообразно для получения высокожирных сливок (ВЖС) с массовой долей жира до 82 %. Для этих целей сепарируют сливки 30—40%-ой жирности. Полученные сливки и обезжиренное молоко в дальнейшем можно использовать без пастеризации. Однако при таком сепарировании увеличивается дробление жировых шариков, резко повышается вспенивание молока, сливок и обезжиренного молока (ОБМ). Как следствие, увеличиваются потери жира за счет увеличения массовой доли жира в обезжиренном молоке и в пахте при выработке сливочного масла, а также потери сухих веществ при выработке белковых продуктов (творог и др.) за счет необратимой коагуляции белковых веществ, содержащихся в пене. Пена в молоке, обезжиренном молоке и сливках отрицательно сказывается на их дальнейшей тепловой обработке. Большой объем пены в продукте уменьшает его теплопроводность, что снижает эффективность работы теплового оборудования. Пена прогревается хуже, чем основная масса продукта. Разница в температуре прогрева пены и продукта может составлять до 10—15 °С и привести к тому, что во вспененном пастеризованном продукте сохранится больше микроорганизмов, в том числе патогенных форм. Вспененное обезжиренное молоко труднее охладить до температуры заквашивания. Поэтому сепарировать молоко при повышенных температурах не рекомендуется.
Перед сепарированием нежелательно подвергать молоко значительному механическому воздействию — перемешиванию, перекачиванию насосами, встряхиванию, так как при этом происходит дробление жировых шариков и повышение отхода жира в обезжиренное молоко. При длительном хранении молока (до 20 ч) на ферме в охлажденном состоянии возрастает кислотность, вязкость и плотность, что снижает степень обезжиривания молока на 12-17%.
В процессе сепарирования из молока выделяются механические включения. Они откладываются на внутренней поверхности барабана, постепенно заполняя грязевое, а затем и межтарелочное пространство. Проход обезжиренного молока к периферии в этом случае затрудняется, оно поднимается между тарелками и частично выходит через канал для сливок, резко понижая их жирность. Поэтому для сепарирования необходимо использовать предварительно очищенное молоко кислотностью не выше 20°Т. А при сепарировании загрязненного молока с ручной выгрузкой осадка из грязевого пространства, необходимо через 1-1,5 ч останавливать сепаратор и мыть или заменять грязный барабан чистым.
milklife.by
Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор: В. К. Месяц. 1989.
сепарирование молока — Разделение молока на сливки и обезжиренное молоко на сепараторе сливкоотделителе. [ГОСТ 17164 71] Тематики произв. цельномолоч. прод. из коров. молока … Справочник технического переводчика
Сепарирование молока — 3) сепарирование процесс разделения сырого молока или продуктов переработки молока на две фракции с пониженным и повышенным содержанием жира;... Источник: Федеральный закон от 12.06.2008 N 88 ФЗ (ред. от 22.07.2010) Технический регламент на… … Официальная терминология
сепарирование молока — сепарирование молока, разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Осуществляется сепаратором. Для лучшего сепарирования перед началом работы барабан сепаратора прогревают горячей (4050°C) водой, молоко также подогревают до… … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
СЕПАРИРОВАНИЕ — СЕПАРИРОВАНИЕ, сепаратирования, мн. нет, ср. (спец.). Действие по гл. сепарировать. Сепарирование молока. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МОЛОКО — секрет молочной железы млекопитающих, вырабатываемый в период лактации; биол. жидкость сложного хим. состава, физиологически предназначенная для вскармливания детёнышей . В состав М. входят вода и сухое в во белки, жир, молочный сахар (лактоза),… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
молоко — молоко, секрет молочной железы млекопитающих, вырабатываемый в период лактации; биологическая жидкость сложного химического состава, физиологически предназначенная для вскармливания детёнышей. В состав М. входят вода и сухое вещество белки … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
сепари́рование — я, ср. Действие по знач. глаг. сепарировать. Сепарирование молока … Малый академический словарь
Центрифугирование — разделение неоднородных систем (напр., жидкость твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от… … Википедия
Сыры и сыроварение* — Сущность сыроварения. История сыроварения. Сорта С. Сычужина, приготовление и ее действие. Выделение творога с помощью кислот и самоскисание молока. Окрашивание С. Чаны для варки С. Размельчение сгустка. Формование. Прессование. Соление.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Сыры и сыроварение — Сущность сыроварения. История сыроварения. Сорта С. Сычужина, приготовление и ее действие. Выделение творога с помощью кислот и самоскисание молока. Окрашивание С. Чаны для варки С. Размельчение сгустка. Формование. Прессование. Соление.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
agricultural_dictionary.academic.ru
Процесс сепарации молока представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование молока применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от механических и природных (кровь, слизь и т.п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высоко жирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока и др.
Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различиям в плотности фракций: плотность дисперсной фазы (жир) меньше, чем дисперсионной среды (плазма молока).
Сливки это жировая часть молока, получаемая сепарированием. Сливки являются исходным сырьем для получения сметаны, масла, для нормализации молока. Пастеризованные или стерилизованные сливки разной жирности, с наполнителями и без них предназначаются и для непосредственного потребления.
Пищевая и биологическая ценность сливок обусловлена максимальным содержанием белково-лецитинового комплекса. Сливки являются богатым источником фосфатидов. Из биологически активных веществ, влияющих на рост и развитие детей, особая роль принадлежит витамину А, которого в сливках в 5-6 раз больше, чем в молоке, а также белково-лецитиновому комплексу.
Сливки получают путем сепарирования молока и в зависимости от массовой доли жира вырабатывают 8-, 10-, 18-, 20-, 33- и 35%-ной жирности. Вырабатывают еще пластические (высокожирные) сливки жирностью 73-83% для технологических целей.
Технология сливок аналогична технологии молока, но применяется более высокая температура пастеризации (85-87 С), которая зависит от жирности сливок.
Обрат - это обезжиренное молоко, которое получают после отделения на сепараторе сливок от цельного молока. По сравнению с обычным коровьим молоком, обрат практически не содержит жира, а также отличается более бедным витаминным составом. Впрочем, этот продукт ценится за свои питательные характеристики. Он содержит йод, марганец, медь, натрий, фосфор, кальций, калий, магний, железо, цинк, кобальт. Обрат используют для изготовления сгущенного и сухого молока, а также других молочных продуктов с низким содержанием жира. Основной составной частью сухих веществ молочной сыворотки является лактоза, массовая доля которой составляет более 70 % сухих веществ сыворотки. Сывороточные белки содержат в своем составе больше незаменимых аминокислот, чем казеин, являются полноценными белками, которые используются организмом для структурного обмена, в основном для синтеза белков печени, образования гемоглобина и плазмы крови. Особенностью молочного жира сыворотки является более высокая, чем в молоке, степень его дисперсности, что положительно влияет на его усвояемость.В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы молока, а также водорастворимые витамины.
Нормализацию молока по массовой доле жира, сухих веществ или сухих обезжиренных веществ проводят в целях получения молочных продуктов стандартного состава. По массовой доле жира молоко нормализуют при производстве всех молочных продуктов, кроме нежирных. По массовой доле сухих или сухих обезжиренных веществ молоко нормализуют после нормализации по массовой доле жира при производстве некоторых видов молочных продуктов (молочных консервов, сыров, творога, молочных продуктов с повышенной долей сухих обезжиренных веществ и т. д.).
Нормализацию молока по массовой доле жира можно выполнять периодическим и непрерывным способами.
При периодическом способе нормализации молока смешивают обезжиренное молоко и сливки с цельным молоком или между собой в количествах, необходимых для получения молока с заданной массовой долей жира.
При непрерывном способе нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторе-сливкоотделителе с нормализующим устройством.
Способ нормализации (стандартизации) молока определяют в зависимости от материально-технической базы производства: при использовании первого способа необходимо дополнительно оснащать производство резервуарами для смешивания, при использовании второго способа необходимо иметь сепараторы-сливкоотделители с нормализующими устройствами.
Периодический способ предусматривает нормализацию молока в зависимости от массовой доли жира в цельном молоке по следующим двум вариантам.
Если требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке меньше, нем в цельном исходном молоке, то к цельному молоку нужно добавить определенное количество обезжиренного молока для снижения концентрации жира либо обезжиренное молоко в определенных пропорциях смешать с концентрированным молочным жиром.
Непрерывный способ предусматривает нормализацию состава молока на сепараторе-сливкоотделителе с нормализующим устройством. Цельное молоко сепарируют с разделением на сливки и обезжиренное молоко и последующей нормализацией по разным схемам.
По одной схеме полученные обезжиренное молоко и сливки смешивают в нормализующем устройстве сепаратора в пропорциях, необходимых для получения определенной массовой доли жира в нормализованном молоке. При этом из сепаратора отводят остаток либо обезжиренного молока, либо сливок в зависимости от массовой доли жира в цельном и нормализованном молоке. По этой же схеме можно нормализовать сливки в потоке, регулируя массовую долю жира в сливках.
Если требуемая массовая доля жира в нормализованном молоке меньше, чем в цельном исходном молоке, то из сепаратора отводят нормализованное молоко и избыток сливок.
studfiles.net
сепари́рование молока́, разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Осуществляется сепаратором. Для лучшего сепарирования перед началом работы барабан сепаратора прогревают горячей (4050°C) водой, молоко также подогревают до 4045°C. Первые порции обезжиренного молока, содержащие повышенное количество жира, выливают обратно в молокоприёмник. Скорость вращения барабана сепаратора и приток молока должны быть равномерными. Во время работы (при отсутствии автоматической очистки сепаратора от слизи) сепаратор останавливают через каждые 1,52 ч для очистки и мытья барабана. В осадке, образуемом при С. м. (сепараторная слизь), скапливаются механические примеси, бактерии и др., поэтому его, как правило, уничтожают. С. м. достигается выделением жира до 9899%. Жирность сливок, получаемых при С. м. в открытых сепараторах, регулируют сливочным винтом (или вентилями).
Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь. - М.: Большая Российская энциклопедия. В. К. Месяц (главный редактор) и др. . 1998.
сепарирование молока — Разделение молока на сливки и обезжиренное молоко на сепараторе сливкоотделителе. [ГОСТ 17164 71] Тематики произв. цельномолоч. прод. из коров. молока … Справочник технического переводчика
Сепарирование молока — 3) сепарирование процесс разделения сырого молока или продуктов переработки молока на две фракции с пониженным и повышенным содержанием жира;... Источник: Федеральный закон от 12.06.2008 N 88 ФЗ (ред. от 22.07.2010) Технический регламент на… … Официальная терминология
СЕПАРИРОВАНИЕ МОЛОКА — разделение молока на сливки и обезжиренное молоко. Осуществляется сепаратором. Для лучшего сепарирования перед началом работы барабан сепаратора прогревают горячей (40 50 °С) водой, молоко также подогревают до 40 45 °С. Первые порции… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
СЕПАРИРОВАНИЕ — СЕПАРИРОВАНИЕ, сепаратирования, мн. нет, ср. (спец.). Действие по гл. сепарировать. Сепарирование молока. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
МОЛОКО — секрет молочной железы млекопитающих, вырабатываемый в период лактации; биол. жидкость сложного хим. состава, физиологически предназначенная для вскармливания детёнышей . В состав М. входят вода и сухое в во белки, жир, молочный сахар (лактоза),… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь
молоко — молоко, секрет молочной железы млекопитающих, вырабатываемый в период лактации; биологическая жидкость сложного химического состава, физиологически предназначенная для вскармливания детёнышей. В состав М. входят вода и сухое вещество белки … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
сепари́рование — я, ср. Действие по знач. глаг. сепарировать. Сепарирование молока … Малый академический словарь
Центрифугирование — разделение неоднородных систем (напр., жидкость твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от… … Википедия
Сыры и сыроварение* — Сущность сыроварения. История сыроварения. Сорта С. Сычужина, приготовление и ее действие. Выделение творога с помощью кислот и самоскисание молока. Окрашивание С. Чаны для варки С. Размельчение сгустка. Формование. Прессование. Соление.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Сыры и сыроварение — Сущность сыроварения. История сыроварения. Сорта С. Сычужина, приготовление и ее действие. Выделение творога с помощью кислот и самоскисание молока. Окрашивание С. Чаны для варки С. Размельчение сгустка. Формование. Прессование. Соление.… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
selskoe_hozyaistvo.academic.ru
Сепаратор- это машина, предназначенная для разделения цельного молока на две фракции – сливки и обезжиренное молоко (обрат).
Процесс сепарирования представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от механических и естественных (кровь, слизь и т. п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высокожирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока (бактериоотделение) и др. Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различию плотностей фракций: плотность дисперсной фазы (жира) меньше, чем дисперсионной среды (плазмы молока), или плотность дисперсионной среды (плазмы молока) меньше, чем дисперсной фазы (частиц механических и естественных примесей).
Сепарирование молока осуществляется в специальных машинах — сепараторах. Сепараторы, предназначенные для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, называют сепараторами-сливкоотделителями, а для очистки молока — сепараторами молокоочистителями.
Скорость выделения жировой фазы из молока зависит от конструктивных особенностей сепаратора (угловой скорости барабана, числа и размеров разделительных тарелок), размеров жировых шариков и степени их дисперсности, плотности разделяемых фракций и вязкости молока. Кроме этого на эффективность выделения жировой фазы из молока влияют его чистота, кислотность, особенности количественного и качественного состава молока коров различных пород и другие свойства.
Увеличение угловой скорости вращения барабана сепаратора очень эффективно для повышения скорости выделения жировой фазы из молока. Однако требования прочности конструкции, надежности, безопасности, а также соображения износа, увеличения потерь на трение, конструктивные трудности ограничивают возрастание угловой скорости вращения барабана сепаратора. Все современные сепараторы работают на сверхкритической частоте вращения барабана — 100—150 с-1. Изменить частоту вращения барабана сепаратора можно только на заводе-изготовителе. Сепарирование молока на предприятиях начинают при поступлении молока в количестве, обеспечивающем непрерывную работу сепаратора в течение 20—30 мин, и достижении барабаном рабочей частоты вращения. Продолжительность разгона для сепараторов производительностью 1000—2000 л/ч составляет 3— 5 мин, а для сепараторов большей производительности — 6— 10 мин.
Массу сливок (кг), полученных при сепарировании, можно определить по формуле
Мся = Мм (Жм — Ж0) (100 — П) / 100 (Жся — Ж0),
Где Я— потери при сепарировании, %; Ж, м — массовая доля жира в сливках, %.
Эффективность сепарирования зависит от содержания жира в молоке, размеров и дисперсности жировых шариков. Чем крупнее шарики, тем быстрее они выделяются. Механическое и тепловое воздействия на молоко приводят к перераспределению в нем жировых шариков. Часть шариков агрегируется, образуя комочки, а крупные шарики дробятся на множество мелких. Поэтому необходимо сохранять исходные размеры жировых шариков и избегать больших механических воздействий на молоко до сепарирования при транспортировании его насосами, перемешивании, встряхивании, охлаждении, подогреве, пастеризации и т. п. Наименьшие потери жира с обезжиренным молоком наблюдаются при сепарировании парного молока, не подвергшегося механическому или тепловому воздействию.
Наряду с этим температурным режимом применяют и более жесткий — 60—90 "С. Высокотемпературное сепарирование целесообразно для получения высокожирных сливок с массовой долей жира до 82 %, так как сепарируют сливки 30—40%-ной жирности. Кроме этого сепарирование при высокой температуре упрощает технологическую схему переработки молока. Получаемые сливки и обезжиренное молоко можно использовать для дальнейшей переработки без пастеризации. Однако при высокотемпературном сепарировании усиливается дробление жировых шариков, образуется большое количество молочной слизи, резко повышается вспенивание молока, сливок и обезжиренного молока. Как следствие этого, возрастают потери жира за счет увеличения массовой доли жира в обезжиренном молоке и в пахте при выработке сливочного масла методом сбивания сливок, а также потери сухих веществ при выработке белковых продуктов (творог и др.) за счет необратимой коагуляции белковых веществ, содержащихся в пене. Пена в молоке, обезжиренном молоке и сливках отрицательно сказывается на их дальнейшей тепловой обработке. Большой объем пены в продукте уменьшает его теплопроводность, что снижает эффективность работы теплового оборудования. Пена прогревается хуже, чем основная масса продукта. Разница в температуре прогрева пены и продукта может составлять до 10—15 °С и привести к тому, что во вспененном пастеризованном продукте сохранится больше микроорганизмов, в том числе патогенных форм. Вспененное обезжиренное молоко труднее охладить до температуры заквашивания. В связи с этим возникают дополнительные затруднения при выработке обезжиренного творога. Поэтому не рекомендуется сепарировать молоко при повышенных температурах.
На практике применяют также сепарирование холодного молока температурой 4—20 "С. При сепарировании холодного молока на обычных сепараторах их производительность снижается до 50 %. Сливки, полученные при холодном сепарировании молока, имеют большую вязкость, чем после обычного сепарирования. Максимальную вязкость имеют сливки, полученные из сырого холодного молока. При сепарировании холодного молока жировые шарики дробятся меньше.
Чистота и кислотность молока существенно влияют на эффективность его обезжиривания. Сепарирование загрязненного молока с повышенной кислотностью приводит к быстрому заполнению шламом грязевого пространства барабана сепаратора, периферийной части тарелок и частично межтарелочного пространства. Нарушается движение молока между разделительными тарелками и ухудшается его обезжиривание. Длительное хранение молока приводит к нарастанию его кислотности, что также уменьшает эффективность обезжиривания. При сепарировании молока после хранения в течение суток массовая доля жира в обезжиренном молоке увеличивается на 15—20 %. Для избегания повышения кислотности молоко необходимо сразу сепарировать, а получаемые сливки и обезжиренное молоко надо перерабатывать или охлаждать в случае резервирования. Для сепарирования необходимо использовать очищенное молоко кислотностью не более 20Т.
biofile.ru
Лабораторная работа № 2
Сепарирование молока
Цель работы – ознакомиться с устройством сепаратора, назначением его отдельных частей, правилами эксплуатации, сборки и разборки, процессом сепарирования молока. Необходимо изучить влияние температуры сепарируемого молока на содержание жира в обезжиренном молоке, определить фактические потери жира при сепарировании.
Сепарирование, или разделение жидкостей, осуществляется под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения барабана сепаратора. Скорость перемещения частиц (V, м/с) в процессе сепарирования подчиняется закону Стокса:
V=2/3 ∙ π² ∙ n² ∙ R ∙ d² ∙ (ρ1 – ρ2 ) / μ,
где n – частота вращения барабана сепаратора, с-1;
R – текущий радиус, на котором находится рассматриваемый ша-
рик, м;
d – диаметр жирового шарика, м;
ρ1 – плотность плазмы молока, кг/м3;
ρ2– плотность жирового шарика, кг/м3;
μ – вязкость плазмы молока, Па·с.
Молоко представляет собой эмульсию молочного жира в плазме. Молочный жир находится в молоке в виде жировых шариков, диаметр которых колеблется, в основном, от 2 до 5 мкм. Разделение жира и плазмы возможно благодаря различной плотности молочного жира (930 кг/м3) и плазмы молока (не ниже 1032 кг/м3).
В процессе сепарирования молоко проходит через центральную трубку барабана сепаратора и через отверстия в трубке попадает в канальцы тарелкодержателя, затем в отверстия пакета тарелок и далее движется вверх. По мере подъема оно растекается тонкими слоями между тарелками, где под действием центробежной силы жировые шарики молока, как более легкие, продвигаются к оси вращения барабана, а обезжиренное молоко, как более тяжелая фракция, устремляется к периферии – к внутренней поверхности корпуса барабана.
Под давлением новых порций молока, поступающего в барабан, обезжиренное молоко и сливки поднимаются вверх. Сливки собираются под верхней разделительной тарелкой и через отверстие выходят в сборник для сливок. Обезжиренное молоко проходит над верхней разделительной тарелкой и выводится через отверстие в корпусе барабана сепаратора.
Для регулирования жирности сливок на их выходе, в верхней части разделительной тарелки, имеется регулировочный винт. Путем вращения регулировочного винта изменяют соотношение между количеством сливок и обезжиренного молока. Ввинчивая винт внутрь, ближе к оси барабана, уменьшают выход сливок, следовательно, содержание в них жира увеличивается. При вывинчивании винта увеличивается выход сливок и снижается их жирность.
Полнота отделения сливок от молока в барабане сепаратора зависит от скорости вращения барабана, температуры и качества сепарируемого молока, величины жировых шариков, скорости поступления молока.
С увеличением числа оборотов барабана повышается центробежная сила и, следовательно, скорость движения жировых шариков. В результате более мелкие жировые шарики успевают попасть в поток сливок, степень обезжиривания молока повышается. Чем крупнее жировые шарики, тем лучше отделяется жир от плазмы молока.
Молоко загрязненное и с повышенной кислотностью имеет большую вязкость. Из формулы Стокса видно, что скорость выделения жировых шариков обратно пропорциональна вязкости молока. Кроме того, частички грязи и слизи оседают на поверхности тарелок и на внутренней поверхности крышки барабана сепаратора, что мешает движению молока и ухудшает его обезжиривание. Поэтому сепарируемое молоко должно быть профильтровано, а его кислотность не должна превышать 22 °Т.
При правильно проведенном процессе сепарирования в обезжиренном молоке должно содержаться не более 0,05 % жира. Значительно улучшается сепарирование с повышением температуры молока, что обусловлено уменьшением его вязкости. Этому же способствует увеличение разности (ρ1 – ρ2), поскольку плотность жира понижается при нагревании быстрее, чем плотность плазмы.
В процессе сепарирования всегда происходят потери сырья, сливок, обезжиренного молока в виде остатков на тарелках барабана, посуде и т.д. Размеры потерь характеризуют работу предприятия, – чем совершеннее процесс, тем меньше потери.
Сепарирование молока описывается уравнением материального баланса:
Мц.м ∙ Жц.м = Мо.м ∙ Жо.м + Мсл ∙ Жсл ,
где Мц.м, Мо.м, Мсл – масса цельного, обезжиренного молока и сливок,
кг;
Жц.м, Жо.м, Жсл– массовая доля жира в цельном, обезжиренном
молоке и сливках, %.
Задание 1. Ознакомиться с устройством сепаратора, назначением отдельных его частей, правилами эксплуатации, сборки и разборки.
Каждый студент должен самостоятельно ознакомиться с правилами эксплуатации и устройством лабораторного сепаратора. Особое внимание нужно обратить на основную рабочую часть сепаратора – барабан, устройство и назначение тарелок сепаратора.
Задание 2. Изучить влияние температуры сепарируемого молока на содержание жира в обезжиренном молоке. С этой целью провести сепарирование молока при температуре 15, 30 и 45 °С и постоянном притоке молока.
Материалы, приборы и реактивы
Цельное молоко.
Лабораторный сепаратор.
Технические весы.
Водяная баня.
Емкости для цельного, обезжиренного молока и сливок.
Мешалка.
Термометр со шкалой от 0 до 100 °С.
Стеклянные стаканы на 100 мл.
Посуда и реактивы для определения в молоке и сливках массовой доли жира и кислотности.
Порядок выполнения работы
В полученном молоке определяют массовую долю жира и титруемую кислотность. Для проверки правильности сборки барабана сепаратора и его прогрева через сепаратор следует пропустить 2 – 3 л воды с температурой 60 – 65 °С.
Для сепарирования при каждой температуре используют 0,5 л молока. Первоначально сепарируют молоко, прогретое до 45 °С. Первые порции молока разбавлены водой, поэтому их собирают в отдельную посуду (100 – 150 мл) и затем не используют. После окончания сепарирования отбирают среднюю пробу обезжиренного молока и определяют в ней содержание жира. Аналогично поступают со следующими порциями молока, сепарируя их последовательно при температуре 30 и 15 °С.
Задание 3. Определить фактические потери жира в процессе сепарирования.
Порядок выполнения работы
По окончании сепарирования при одной из температур (15, 30 или 45 °С по указанию преподавателя) следует взвесить полученные сливки и обезжиренное молоко и определить в сливках массовую долю жира (массовая доля жира в обезжиренном молоке установлена ранее).
Ход анализа аналогичен определению массовой доли жира в молоке, отличие заключается в последовательности заполнения жиромера. В данном случае в специальный сливочный жиромер сначала отвешивают на технических весах 5 г сливок, затем вносят 5 мл дистиллированной воды, 10 мл раствора серной кислоты и 1 мл изоамилового спирта. Все последующие операции те же, что и при определении массовой доли жира в молоке.
Теоретический выход сливок, (Вт, %), рассчитывают по формуле:
Вт = 100 ∙ (Жц.м – Жо.м.н) / (Жсл – Жо.м.н),
где Жо.м.н – нормативная массовая доля жира в обезжиренном молоке,
(0,05 %).
Фактический выход сливок, (Вф, %), рассчитывают по формуле:
Вф = 100 ∙ Мсл / Мц.м.
Фактические потери сливок,( Пф, %), определяют по формуле:
Пф=100 ∙ (Вт – Вф)∙ Вт..
Следует сравнить фактические потери сливок с нормативными потерями (0,17 %). Затем необходимо рассчитать степень использования жира, (СИж, %), по формуле:
СИж= Вт ∙ Жсл / Жц.м.
По окончании работы все детали сепаратора моют в следующей последовательности:
1) ополаскивают теплой водой;
2) моют раствором кальцинированной соды с концентрацией 0,5 % при температуре 50-55 °С;
3) ополаскивают теплой водой.
Порядок оформления работы
К заданию 1. Следует графически изобразить схему разделения молока на сливки и обезжиренное молоко в барабане сепаратора, описать процесс сепарирования молока.
К заданию 2. Результаты всех опытов свести в таблицу по следующей форме.
Таблица 9
Изучение влияния температуры молока на эффективность
его сепарирования
| № опыта | Температура сепарирования, °С | Массовая доля жира в обезжиренном молоке, % |
| 1 | ||
| 2 | ||
| 3 |
На основании полученных данных следует построить график, отражающий зависимость массовой доли жира в обезжиренном молоке от температуры сепарирования молока. Сделать вывод о влиянии температуры молока на эффективность процесса сепарирования.
К заданию 3. Полученные данные представить в виде таблицы (см. табл.10).
Таблица 10
Определение потерь сырья при сепарировании молока
| Молоко | Сливки | Обезжиренное молоко | Потери сливок, % | Степень использования жира, % | |||
| Мц,м,кг | Жц.м,% | Мсл, кг | Жсл, % | Мо.м, кг | Жо.м, % | ||
Привести расчеты по определению теоретического и фактического выхода сливок, фактических потерь сливок, сравнить их с допустимыми потерями и обосновать причины потерь.
studfiles.net
