Механизация процессов доения коров, обработки и переработки молока в личных подсобных и фермерских хозяйствах

Продолжение · 7

барабана, об/мин от 9000 до 12000

Точность поддержания частоты вращения барабана, % 1

Время выхода барабана на рабочий режим, мин 2

Номинальная потребляемая мощность при 12000 об/мин, Вт 50

Максимальная потребляемая мощность в момент разгона

и набора оборотов, Вт не более 100

Номинальное напряжение питания, В 220

Диапазон рабочих напряжений, В 160...242

Частота тока, Гц 50

Габаритные размеры, мм не более 415x380x295

Масса, кг не более 3

Сепаратор-сливкоотделитель бытовой электрический ИРИД-2, выпускаемый производственным предприятием «ИРИД», г. Новочеркасск, отличается от сепараторов с коллекторным двигателем применением в нем современной конструкции привода без коллектора и электрощеток, плавным запуском, простотой обслуживания, малыми размерами, оригинальным внешним видом. Кроме того, в сравнении с моделью «ИРИД 50-12», новый сепаратор может комплектоваться ручным механическим приводом, выпускаемым ОАО «Пензмаш». В зависимости от условий эксплуатации владелец сепаратора самостоятельно выбирает электрический или механический привод, на котором лучше в данных условиях сепарировать молочные продукты.

Подробно принцип работы механизма рассмотрен при описании сепаратора РЗ-ОПС. Поэтому уточним только некоторые моменты эксплуатации этого сепаратора.

Смазка шестерен осуществляется за счет разбрызгивания масла из масляной ванны, а смазка ведущей пары – за счет захвата шестерней 9 (рис. 27) масла из стойки 10.

Вращение барабану передается от приводной рукоятки через шестерни и веретено. Регулировка веретена по высоте производится посредством шайб 1 и 2 на заводе-изготовителе.

Раскрутку барабана ручным механизмом до рабочих оборотов следует производить плавно, без рывков, постепенно увеличивая частоту вращения рукоятки до 65...75 оборотов в минуту. При достижении номинальных оборотов в маслоуказателе появится масло. Верхний предел частоты вращения барабана не контролируется, поэтому не следует вращать рукоятку с частотой, превышающей 65...75 об/мин.

Перед началом сепарирования необходимо крепление ручного механизма сепаратора к рабочему столу произвести в следующем порядке:

– рабочий стол устанавливают по уровню;

– положив на рабочий стол крышку 4 (рис. 27), наливают в нее машинное масло, индустриальное масло марки И-12А или И-20А ГОСТ 20799-88 в количестве 150 граммов;

– устанавливают на крышку 4 механизм сепаратора и закрепляют его к рабочему столу шурупами 3.

При работе с ручным приводом:

– при появлении постороннего шума или дрожания в сепараторе работу необходимо прекратить и устранить причину неисправности;

– запрещается вращать рукоятку сепаратора с частотой более 75 об/мин.

После выхода барабана на рабочий режим для прогревания распределительного устройства и барабана необходимо пропустить через сепаратор не менее 1 л воды, нагретой до температуры 40...50 °С.

Не уменьшая частоту вращения рукоятки, закрыть кран и налить молоко в приемник до отметки уровня молока, после чего открыть кран и начать сепарирование. По мере необходимости добавлять в молокоприемник новые порции молока.

Электропривод сепаратора ИРИД-2 имеет такое же устройство, как и в сепараторе ИРИД-50-12, поэтому основные приемы работы и технические данные у них одинаковые. Остается и общим правило – для сепарирования необходимо использовать только свежее процеженное молоко (парное или подогретое до 35...45 °С). В случае длительного сепарирования необходимо периодически разбирать и промывать барабан.

Примечание. Заводом-изготовителем механизма ручного привода сепараторов, ОАО «Пензмаш», рекомендуется в новом сепараторе через 40...50 часов работы произвести в картере станины замену масла на свежее для удаления продуктов приработки деталей.

Перед сливом масла из картера станины необходимо механизм сепаратора отсоединить от рабочего стола. После чего масло из крышки 4 (рис. 27) удаляется. Последующая заливка масла производится один раз в полгода.

При съеме барабана возможно смещение веретена вверх по оси и выход зубьев веретена из зацепления. При повторном процессе сепарирования необходимо убедиться в плавности их зацепления, регулируя рукояткой и вращением барабана от руки по часовой стрелке.

Один раз в полгода необходимо также проверять затяжку винтов М6х12 . Они должны быть затянуты до отказа. После затяжки винтов углубления целесообразно замазать пластилином. В случае разборки сепаратора следует обеспечить соприкосновение стойки 5 с шестерней 6.

Регулировка жирности сливок при использовании ручного механического привода производится с помощью регулировочного винта (на разделительной тарелке барабана) только после полной остановки барабана сепаратора. При вращении регулировочного винта по часовой стрелке жирность сливок увеличивается.

Для фермерских хозяйств, которые не специализируются на молочном скотоводстве, повышенный интерес представляют сепараторы с ручным приводом. Работа на них не требует больших усилий и достаточно безопасна, в ней могут принимать участие и дети.

Технические характеристики сепараторов-сливкоотделителей с ручным приводом

Сепаратор-сливкоотделитель «Плава-2» (с ручным приводом) предназначен для разделения цельного молока на сливки и обезжиренное молоко (обрат) с одновременной очисткой от загрязнений.

Сепаратор, показанный на рисунке 40 а, состоит из приводного механизма, барабана и приемно-выводного устройства.

В корпусе привода размещается шестеренный механизм, собранный на отдельном кронштейне, который крепится к корпусу тремя винтами и герметизирован прокладкой. Вращение барабана передается от приводной рукоятки через шестерни и веретено.

Шестерни смазываются за счет разбрызгивания масла из масляной ванны.

Веретено регулируют по высоте посредством шайб. Основной рабочий орган сепаратора – барабан. Он состоит из основания 17 (рис. 40, б), тарелкодержателя 13 с пакетом тарелок, уплотнительного кольца, крышки 10 и гайки 9.

8 - барабан; 9 - гайка; 10 - крышка; 11 - разделительная тарелка;

12 - промежуточная тарелка; 13 - тарелкодержатель; 14 - пробка;

15 - штифт; 16- кольцо; 17- основание; 18 - винт

Техника безопасности при эксплуатации сепараторов

Сепараторы – центробежные машины с высокой скоростью вращения, поэтому во время их эксплуатации необходимо строго выполнять правила техники безопасности и рекомендаций заводской инструкции, прилагаемой к каждой машине. В этом случае работа на сепараторе совершенно безопасна, а получаемый продукт будет иметь высокое качество.

Сепараторы, электродвигатели и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены. Систематически следует проверять исправность заземляющих устройств.

Работа на сепараторе с неудовлетворительно отбалансированным ба­рабаном или с нарушенной балансировкой его категорически запрещается.

Тарелки барабана сепаратора собираются в строгой последовательности согласно их номерам.

При замене тарелок и возобновлении полуды барабана необходимо произвести балансировку барабана заново.

Категорически запрещается применять комплектующие детали других марок сепараторов.

Разбирать сепаратор можно только после остановки барабана. Работать на сепараторе при снятых ограждениях и защитных кожухах воспрещается. Барабан после отключения электродвигателя не рекомендуется тормозить.

Категорически запрещается пользоваться во время сборки и разборки сепаратора случайными инструментами.

Работать на сепараторе со скоростью вращения барабана выше указанной в паспорте запрещается.

Обслуживать сепаратор может только специалист, изучивший машину, принцип ее работы и инструкцию по эксплуатации, а также сдавший технический минимум.

Перед пуском машины в работу необходимо вывести стопорные винты из пазов барабана и поставить тормоза в нерабочее положение. Обязательно надо проверить уровень масла в ванне.

Барабан сепаратора должен вращаться по часовой стрелке, если смотреть на него сверху.

После окончания работы барабан, не останавливая, надо промыть, про­пустив вначале небольшое количество обезжиренного молока или воды (для сбора оставшегося в барабане жира), затем холодную воду для охлажде­ния барабана. После этого, остановив барабан, разбирают машину, тщатель­но чистят и моют все детали, а затем просушивают.

В сепараторах линий производства масла поточным способом для удале­ния остатков жира пропускают через барабан вначале пахту, а затем воду.

Сепарирование надо начинать только после набора барабаном рабочей скорости.

Резиновое уплотнительное кольцо барабана надо мыть в теплой воде. Кольцо надо просушивать в горизонтальном его положении, не подвешивая его, во избежание растяжения.

Станину и другие окрашенные детали сепаратора после его работы надо тщательно протереть вначале влажной, а затем чистой сухой тканью.

Смазку сепаратора производить чистым, бескислотным маслом марок сепараторное Л, сепараторное Т или веретенное 2. После заливки масла в кар­тер его уровень должен быть немного выше середины смотрового стекла. Первый раз масло заменяют через 250...300 часов работы сепаратора. После­дующую замену масла производят через 600...800 часов работы машины.

Регулярно, не реже двух раз в месяц, нужно чистить накладки фрик­ционных колодок муфты и ее рабочие места.

Возможные неисправности бытовых сепараторов

и способы их устранения

Отсутствие заметных отличительных особенностей выпускаемых различными заводами бытовых сепараторов, использование ими однотипной комплектации позволило выделить ряд наиболее часто встречающихся отказов в процессе эксплуатации. Как правило, отказы возникают при несоблюдении основных правил эксплуатации, ухода, сборки и разборки сепаратора. Одни из отказов приводят к появлению несвойственных нормальной работе шумов и вибраций, другие к плохому обезжириванию молока.

В таблице 4 приведены отказы, возникающие при эксплуатации сепараторов с электрическим приводом.

Таблица 4 – Неисправности, их причины и методы устранения

4.2 Нормализация молока.

Реализация способов сепарирования при нормализации молока

Известно, что состав молока зависит от породы коров, состояния их здоровья, рациона питания, периода лактации и др. Он характеризуется компонентами и их процентным содержанием.

Разброс значений компонентов велик: по сухому веществу он составляет почти 30, по жиру – более 47, а по белкам – более 48%. Однако числовое значение компонентов молока регламентировано действующими стандартами. Это обусловлено требованиями технологических процессов производства. Поэтому нормализация предназначена для получения молока и молочных продуктов стандартного состава. Она проводится путем добавления, удаления и смешивания (компонентов) составных частей – сливок, обезжиренного молока, пахты периодически или непрерывно в потоке. В производстве операция по нормализации проводится для получения продукта с требуемым содержанием жира и сухих веществ. По этим же показателям и в малых фермерских хозяйствах нормализация молока целесообразна, если большое его количество направляется в реализацию или по договорам на приемные пункты молокозаводов по ценам, не учитывающим фактическую жирность поставляемого молока. При этом наиболее доступна нормализация молока по массовой доле жира. Если в цельном молоке больше жира, чем определено требованиями стандарта или договорными обязательствами, то снизить содержание жира можно путем частичного сепарирования. В тех же случаях, когда жирность молока меньше заданной величины, к нему добавляют некоторое количество сливок. Однородность компонентов достигается путем смешивания их в отдельной емкости.

Продолжение · 8

Возможные способы нормализации молока представлены на рисунке 41.

Нормализация

молока

Периодическая

Непрерывная

добавлением

добавлением в цельное

молоко

смешиванием составных частей цельного молока

отбором из сепарируемого молока

в частично обезжиренное молоко

в цельное

молоко

сливки

обрат

сливки

сливки

сливки

обрат

обрат

обрат

цельное с жирностью менее 3,2%

цельное с жирностью более 3,2%

Рисунок 41 - Наиболее распространенные способы нормализации молока

В производственных условиях нашел распространение способ нормализации молока в потоке с применением специальных сепараторов-нормализаторов, в которых:

– сливки или обезжиренное молоко в необходимых количествах добавляют в цельное молоко и смешивают;

– часть цельного молока сепарируют, а затем оставшуюся часть цельного молока смешивают с обезжиренным молоком или сливками до получения заданного значения жирности;

– все молоко нормализуют на сепараторе-нормализаторе, оставшиеся при этом сливки или обезжиренное молоко отводится в емкости для дальнейшей переработки.

При нормализации цельного молока частичным сепарированием на малых фермах или в домашних условиях, например, в сепараторе «Новочеркассец», необходимо выкрутить регулировочный винт на величину, обеспечивающую необходимую жирность обрата (нормализованного молока). Одновременно с нормализацией происходит процесс очистки исходного сырья от инородных включений и слизи.

Жирность молока и продуктов сепарирования определяется ареометром или с помощью бутирометрического метода. В зависимости от результатов измерений принимается решение о применении способа нормализации – добавления в цельное молоко обрата или сливок после частичного сепарирования.

Для определения необходимого количества обезжиренного молока или сливок пользуются формулами, выведенными из уравнений материального баланса:

или

где К_м – количество цельного молока, кг; К_о – количество обезжиренного молока, кг; К_с – количество сливок, кг; К_н – количество нормализованного молока; Ж_м – содержание жира в цельном молоке, %; Ж₀ - содержание жира в обезжиренном молоке, %; Ж_с – содержание жира в сливках, %; Ж_н – содержание жира в нормализованном молоке, %.

Из первого выражения выводится формула для определения количества обезжиренного молока, необходимого для добавления в цельное молоко. Из второго уравнения баланса – формула для расчета количества сливок, добавляемых в цельное молоко при его нормализации.

В производстве применяется и вариант нормализации исходного сырья, имеющего жирность менее 3,2%, добавлением цельного молока, содержащим количество жира больше, чем 3,2%. Количество добавляемого молока при этом определяется по формуле

где К_м1 – количество молока жирностью менее 3,2%, кг; К_м2 – количество молока жирностью более 3,2%; Ж_м1 – содержание жира в партии молока К_м1, %; Ж_м2 – содержание жира в партии молока К_м2, %.

Количество молока с меньшей жирностью, необходимое для нормализации молоком, имеющим большую жирность, определяется по формуле

Описанный процесс нормализации не представляет сложности и может быть выполнен в условиях малых хозяйств, но требует некоторого количества емкостей и дополнительных затрат времени.

4.3 Производство сливочного масла

Сливочное масло – пищевой продукт, вырабатываемый из коровьего молока, состоящий преимущест­венно из молочного жира и обладающий специфическим, свойственным ему вкусом, запахом и пластичной консистенцией.

Сливочное масло подразделяют на следующие виды (табл. 5).

Таблица 5- Характеристика разных сортов сливочного масла

По своим химическим показателям масло должно удовлетворять следующим показателям (табл.6).

Таблица 6 - Состав масла

По вкусу и запаху сливочное масло хорошо сочетается со многими пищевыми продуктами, повышая их усвояемость (усвояемость молочного жира – 97,0%, су­хих веществ – 94,1%). Энергетическая ценность сливочного масла составляет 20,0...37,6 МДж/кг. Сливочное масло используют для приготовления бутербродов, добавления ко вторым блюдам и гарнирам, в кондитерской промышленности при из­готовлении кремов и т.п.

Натуральное сливочное масло изготовлено по традиционной рецептуре из свежих сливок и полностью отвечает требованиям качества ГОСТ 37-91.

По структуре сливочное масло представляет собой непрерывную жировую среду, состоящую из соединенных или собранных в месте мелких комочков жира, небольших капель воды или плазмы и пузырьков воздуха, причем связывающей массой является свободный жидкий жир. Распределение жидкого жира зависит от его механической обработки, а количество жидкой части – от температуры и продолжительности воздействия.

Для производства сливочного масла применяется молоко коровье, заготовляемое по ГОСТ 13264-70, и соответствующее ветеринарно-санитарным правилам, утвержденным в установленном порядке, что периодически ежемесячно подтверждается справкой органов ветеринарного надзора.

Для производства сливочного масла не допускается молоко:

– не удовлетворяющее требованиям ГОСТ;

– полученное от коров в первые семь дней лактации (молозиво) и последние семь дней лактации (стародойное);

– с добавлением нейтрализующих и консервирующих веществ;

– имеющее запах химикатов и нефтепродуктов;

– содержащее остаточные количества химических средств защиты растений и животных, а также антибиотики и ДДТ;

– фальсифицированное (подснятое или разбавленное);

– с прогорклым, затхлым, гнилостным привкусом и резко выраженным кормовым привкусом (лука, чеснока, полыни, жома, силоса);

– с хлопьями, сгустками, слизисто-тягучее, с несвойственным нормальному молоку цветом.

Согласно ГОСТ3625-84, заготовляемое молоко должно иметь плотность не менее 1,027 г/см³. За плотность молока (объемная масса) применяется масса при 20С, заключенная в единице объема (г/см³).

Основное химическое свойство молока – общая (титруемая) кислотность (ГОСТ 3624-67), выражаемая в градусах Тернера. Молоко I сорта должно иметь кислотность 16…18Т.

Различают два способа производства сливочного масла: способ сбивания обычных сливок и способ преобразования высокожирных сливок. Рассмотрим эти способы.

При производстве сливочного масла способом преобразования высокожирных сливок жирностью 82,5% (рисунок 166 а) молоко, поступающее в цех производства сливочного масла, предварительно нагревается в пластинчатом подогревателе 4 до температуры 53…40С и поступает в сепаратор-сливкоотделитель 5, где и происходит выделение сливок. Далее сливки пастеризуются в трубчатом пастеризаторе 15, нормализуются, в зависимости от вида масла, до нужного процесса жирности в сепараторе 17 и ванне для нормализации 18 и при температуре 60…70С поступают в цилиндрический маслообразователь 19 и далее через весы 20 готовое масло поступает на фасовку и упаковку.

Оборудование для производства сливочного масла.

Маслобойка электрическая МЭК10-00 предназначена для сбивания масла в домашних условиях из созревших сливок или сметаны собственного приготовления.

Маслобойка (рис. 42) состоит из двух основных частей: механизма сбивания и бачка. Механизм сбивания представляет собой пластмассовый диск 10, на котором установлены электродвигатель 12, конденсатор 2, клеммная колодка 4, переключатель 3 и защитное реле 11.

На валу электродвигателя крепится валик 8 с мешалкой 7. Для увеличения завихрений при сбивании масла установлены два отражателя 5.

Маслобойку подключают к сети при помощи соединительного шнура с армированной штепсельной вилкой.

Маслобойка относится к классу приборов, которые должны работать под постоянным наблюдением.

Прежде чем включить маслобойку, необходимо обратить внимание на соответствие напряжения сети указанному в инструкции. Все подготовительные работы и извлечение продукта нужно проводить при отключенной вилке.

1 - кожух; 2 - конденсатор; 3 - переключатель; 4 - клеммная колодка;

5 - отражатель; 6 - шнур с вилкой; 7 - мешалка; 8 - валик; 9 - ручка;

10 - пластмассовый диск; 11 - защитное реле; 12 - электродвигатель

Для сбивания масла следует применять созревшие сливки или сметану (в дальнейшем продукт), т. е. свежий продукт должен быть выдержан при комнатной температуре в течение 12 - 24 ч. Признак созревания — некоторое увеличение объема продукта. Затем масло охлаждают. Температура исходного продукта должна быть в пределах 10 - 12⁰ С. Правильно установленная температура способствует формированию масляного зерна достаточной плотности и упругости, минимальному отходу жира в пахту, повышает качество масла, обеспечивает оптимальное время сбивания.

При получении масла из сливок жирностью 40 % маслобойка успешно сбивает номинальный их объем, равный 6 л. При использовании более жирных сливок в бачок рекомендуется заливать 3 - 4 л продукта. После заполнения бачка сливками устанавливают механизм сбивания и закрепляют его двумя замками на бачке.

В схеме маслобойки имеется реле РК1-1, предназначенное для отключения электродвигателя при перегрузке, которая технологически возникает в момент формирования масляного монолита из зерна при каждом сбивании.

Маслопроизводитель периодического действия ЯЗ-ОМЕ-0,13 предназначен для производства масла методом сбивания сливок жирностью от 25 до 40 %.

Маслопроизводитель состоит из барабана 2 (рис. 43) оросительного устройства 4, ограждения 7, электросилового шкафа 6,пульта управления 5 и сливного крана 8.

Барабан 2 через люк 1 заполняется созревшими сливками самотеком. Сбивание сливок и образование масляного зерна происходит при вращении барабана с установленной частотой. Для регулировки температуры во время сбивания масла служит оросительное устройство 4. Ход процесса контролируют через смотровое окно 3.

Рабочий цикл сбивания сливок длится 1 - 2 ч в зависимости от параметров исходного сырья, степени пастеризации, соблюденная технологического процесса и температурного режима. В течение рабочего времени проводят контрольный замер температуры исходного сырья для установления оптимального режима работа.

После образования масляного зерна барабан 2 останавливают, удаляют пахту через сливной кран 8. Закрывают люк 1 и включают барабан 2. Начинается формирование масляного монолита, который поднимается и падает под собственной тяжестью, ударяясь о стенки барабана. При многократном повторении цикла масло уплотняется, становится пластичным, так как влага в нем диспергируется.

В технологическую емкость масло выгружают вручную при боковом положении загрузочного люка 1 или за счет собственной массы при нижнем положении люка.

1 - загрузочный люк; 2 - барабан; 3 - смотровое окно; 4 - оросительное устройство; 5 - пульт управления; 6 - электросиловой шкаф; 7 - подвижное ограждение; 8 - сливной кран

Маслоизготовитель МИП-1500 (рис. 44) представляет собой цилиндрическую емкость, выполненную из пищевой нержавеющей стали, вращающуюся вокруг своей оси. Сбивание сливок и обработка масляных зерен выполняются специально спрофилированными лопастями, закрепленными на внутренней поверхности емкости.

Техническая характеристика

Комбайн молочный Г6-ОКН-2 (рис. 45) предназначен для переработки молока на сливки и масло.

Смонтирован комбайн на основании (6), включает в себя сепаратор (2), маслоизготовитель (1) и их общий привод, состоящий из электродвигателя (8) с роликом и дисков (4, 5) фрикционной передачи. С помощью винта (3) электродвигатель устанавливается в соединение с диском (5) или (4) соответственно приводит в движение сепаратор или маслоизготовитель.

Техническая характеристика

Малогабаритные комплекты оборудования Я7-ОКМ и Я7-ОПМ (рис. 46) предназначены для производства сливочного масла различных видов в условиях фермерских хозяйств и малых молочных предприятий.

В состав комплектов входят два универсальных аппарата (1) циклического действия для пастеризации (предусмотрена возможность использования различных источников теплоты), выдерживания, охлаждения и физического созревания сливок роторный насос (3); маслоизготовитель периодического сбивания сливок (4); стол для фасовки и упаковки масла (5); комплект инвентаря, а также молочная арматура и пульты управления (2).

Универсальный аппарат представляет собой резервуар-теплообменник, состоящий из внутреннего рабочего сосуда с наклонным днищем, крышкой и механической мешалкой, теплообменной рубашки, термоизоляции, декоративной облицовки, запорной арматуры и устройств, обеспечивающих возможность использования для пастеризации сливок различных источников теплоэнергии (горячая вода, пар, электричество). Наклон лопастей мешалки и наклонное расположение ее оси вращения, а также наклонное днище обеспечивают эффективное перемешивание сливок, теплообмен и полное их опорожнение.

Маслоизготовитель состоит из барабана - сбивателя, опорной стойки, рамы, привода, электрошкафа, пульта управления, оросительного и ограждающего блокировочных устройств, а также устройства, фиксирующего барабан в требуемых положениях. Оригинальная конструкция маслоизготовителя и современная форма барабана - сбивателя, оборудованного загрузочно-разгрузочным люком с герметически закрывающейся крышкой, смотровым окном, краном для слива пахты и клапаном для выпуска выделяемых в начале сбивания газов, а также специальная обработка внутренней поверхности барабана, исключающая налипание продукта, и наличие двух скоростей вращения его с оптимальной частотой обеспечивают эффективное сбивание сливок и обработку масляного зерна, а также получение готового продукта (сливочного масла) хорошего качества.

Техническая характеристика

Продолжение · 9

4.4 Производство сметаны

Сметана – это продукт, который вырабатывают на основе пастеризованных сливок при помощи закваски, приготовленной на чистых культурах молочных стрептококков. Для изготовления сметаны применяют в основном цельное молоко не ниже II сорта и свежие сливки с кислотностью плазмы не выше 26Т. Кроме того, для производства сметаны используют пластические и сухие сливки, нормализованные цельным или обезжиренным молоком. Сметану вырабатывают по двум технологическим схемам: с применением созревания сливок перед сквашиванием и с применением гомогенизации. В зависимости от массовой доли жира и микрофлоры закваски выпускают следующие виды сметаны: диетическую, 15, 20, 30, 36%-ной жирности, ацидофильную и любительскую.

Технологический процесс получения сметаны с применением со-зревания сливок перед сквашиванием состоит из следующих операций: приемка и подготовка молока и сливок, сепарирование молока, нормализация, пастеризация, охлаждение, созревание, заквашивание и сквашивание сливок, фасование, упаковывание, маркирование, охлаждение и созревание сметаны, хранение перед реализацией (рис. 47).

Молоко после приемки подогревают до 40…45С и сепарируют. Полученные сливки нормализуют по жиру, добавляя в них цельное, обезжиренное молоко и более жирные сливки.

Сухие сливки вначале восстанавливают в соответствии с действующей технологической инструкцией, а затем нормализуют до заданной жирности. Пластические сливки расплавляют и смешивают с молоком температурой 50…60С. Полученную молочную смесь перемешивают, определяют массовую долю жира и направляют на технологическую переработку.

Нормализованные сливки пастеризуют при температуре 85…90С с выдержкой от 15 с до 10 мин и при 90…95С с выдержкой от 15…20 с до 5 мин в зависимости от вида сметаны. Сливки после пастеризации охлаждают до 2…8С и выдерживают 1,5…2 ч в емкостных аппаратах и сливкосозревательных ваннах. После созревания сливки подогревают до температуры сквашивания 26… 28 ⁰С, не допуская перегрева. Сквашивание сметаны диетической и 15%-ной жирности ведут при температуре 28…32С, ацидофильной – 40…44С.

Сливки заквашивают путем внесения в них 1…5% бактериальной закваски для сметаны. Кислотность закваски должна составлять 80…85Т. Закваску готовят на стерилизованном молоке или пастеризованном при 95С с выдержкой 30 мин. После внесения закваски сливки перемешивают 10…15 мин и оставляют до образования сгустка и нарастания кислотности до 68…70Т (для диетической сметаны), 55…75Т (для сметаны 15%-ной жирности), 65…80Т (для сметаны 20%-ной жирности); 65…70Т (для сметаны 30%-ной жирности), 60…65Т (для сметаны 36%-ной жирности).

1 – весы; 2 – приемная емкость; 3, 10 – насосы; 4 – емкость для нормализации сливок; 5, 8 – пластинчатые пастеризационно-охладительные установки; 6 – трубчатый пастеризатор; 7 – аппарат для созревания сливок; 9 –промежуточная емкость; 11 – фасовочный автомат; 12 – заквасочник

Спустя 1 и 2 ч сливки перемешивают, а затем оставляют в покое до конца сквашивания. Продолжительность сквашивания 13…16 ч. Сквашенные сливки перемешивают, охлаждают до 18…20°С и направляют на фасование и упаковывание.

Сметану фасуют в мелкую и крупную тару. В качестве мелкой тары используют широкогорлые стеклянные баночки и бутылочки, полиэтиленовые термосвариваемые коробочки и стаканчики, картонные стаканчики, пакеты массой 0,05…0,5 кг; крупной тары — металлические фляги вместимостью до 38 л и деревянные бочки до 50 л. Фасованную и упакованную сметану направляют в холодильные камеры на охлаждение до 5…8С и созревание. Продолжительность созревания продукта в крупной таре 12…48 ч, в мелкой – 6…8 ч. Созревание сметаны проводят для формирования плотной консистенции. После созревания сметана хранится в холодильных камерах при температуре 8С до реализации. Срок хранения сметаны не более 72 ч, диетической – не более 48 ч.

Технологический процесс производства сметаны с применением гомогенизации сливок состоит из следующих операций: приемка, подготовка молока и сливок, сепарирование молока, нормализация сливок, пастеризация и гомогенизация сливок, охлаждение сливок до температуры заквашивания, заквашивание и сквашивание сливок, фасование, упаковывание, маркирование, охлаждение, созревание и хранение сметаны (рис. 48). Отличительная особенность этого технологического процесса – гомогенизация, которой подвергаются пастеризованные и охлажденные до 60…70С сливки. Целью гомогенизации является увеличение площади поверхности жировой фазы, что положительно влияет на условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны и формирование густой консистенции продукта. В зависимости от массовой доли жира в сметане давление гомогенизации составляет 7…15 МПа.

Производство сметаны с применением гомогенизации может осуществляться резервуарным и термостатным способами. Различия между ними заключаются в организации операции заквашивания. При резервуарном способе сквашивание осуществляется в специальных емкостных аппаратах (резервуарах) сразу после внесения закваски в подготовленные сливки. Термостатный способ предусматривает заквашивание сливок после их фасования в тару. Продолжительность фасования партии сквашенных сливок не должна превышать 2 ч. Заквашенные сливки после фасования направляют в термостатную камеру для сквашивания в течение 10…12 ч для сметаны диетической 15%-ной жирности и 16 ч для сметаны 20%-ной и 30%-ной жирности. После сквашивания сметану транспортируют в холодильную камеру для охлаждения, созревания и дальнейшей обработки, описанной выше.

Любительскую сметану вырабатывают из пастеризованных гомогенизированных сливок с массовой долей жира не менее 42,2% путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочно-кислых стрептококков термофильных и мезофильных рас, до кислотности 75…85Т. Готовый продукт имеет плотную однородную нерасплывающуюся консистенцию, белый с кремовым оттенком по всей массе цвет. Технологический процесс изготовления любительской сметаны состоит из следующих операций: приемка и подготовка молока и сливок, сепарирование молока и нормализация сливок, пастеризация, гомогенизация, заквашивание и сквашивание сливок, охлаждение, фасование, созревание и хранение сметаны.

гомогенизации сливок:

I – резервуарный способ; II – термостатный способ; 1 – весы; 2 – приемная емкость; 3, 10 – насосы; 4 – емкость для нормализации сливок; 5 – пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; – трубчатый пастеризатор; 7 – промежуточная емкость; 8 – гомогенизатор; 9 – аппарат для сквашивания сливок; 11 – фасовочный автомат; 12 – термостатная камера; 13 – холодильная камера

Молоко после приемки, оценки качества и очистки сепарируют и нормализуют до массовой доли жира не менее 42,2%. Нормализованные сливки пастеризуют при 85…95С, охлаждают до 50С, гомогенизируют при давлении 10 МПа и направляют в ванну для заквашивания. Сливки заквашивают при температуре 45…50С закваской, состоящей из равных частей (1:1) штаммов термо- и мезофильных стрептококков. Количество вносимой закваски составляет от 1%, если используют лабораторную закваску, до 5%, если используют производственную закваску. Заквашенные сливки перемешивают и оставляют на 14…20 ч для сквашивания при температуре 16°С. Сквашенные сливки охлаждают до 4…6С в охладителе для творога. Охлажденную сметану самотеком направляют в бункер фасовочно-упаковочного автомата. Любительскую сметану фасуют по 100 г в фольгу либо пергамент с последующей укладкой в картонные коробки, которые отправляют в холодильную камеру для созревания и хранения продукта. Продолжительность созревания при температуре воздуха в холодильной камере 0…6С составляет не менее 6…12 ч. Хранят сметану при 8С не более 72 ч.

На рисунке 49 представлена схема линии для производства сметаны.

В состав этой линии входит: резервуар для хранения и охлаждения молока; пастеризатор трубчатый для производства сметаны; ванна нормализационная для производства сметаны; ванна пастеризации для производства сметаны; сепаратор-сливкоотделитель; ванна пастеризации сливок и дозатор.

5. ВОПРОСЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ.

Процесс охлаждения достаточно энергоемок: удельные энергозатраты достигают 30 кВт ч на тонну охлажденного молока. Одним из направлений снижения энергозатрат на обработку молока является использование естественного холода.

Под естественным холодом подразумеваются холод наружного воздуха с отрицательной температурой, естественного природного льда или мерзлого грунта, а также родниковая и артезианская вода, хотя и с более высокой температурой (до 10°С), которую используют для предварительного охлаждения молока.

Самый простой способ охлаждения с использованием естественного холода – во флягах, погруженных в бассейн с проточной родниковой или артезианской водой температурой летом ниже 10° С, а зимой 3...6°С.

Процесс охлаждения происходит за счет передачи теплоты через стенку фляги холодной воде, поступающей в нижнюю часть бассейна по водопроводной трубе. Получив тепловую энергию, вода поднимается вверх и вытекает из бассейна по сливной трубе. Это самый дешевый, но длительный способ охлаждения.

Чтобы сократить время охлаждения молока, пустые фляги с цедилками на горловине заранее погружают в бассейн с проточной водой, зафиксировав металлической решеткой и прижав сверху к дну бассейна. По мере выдаивания молоко доливают во фляги, что обеспечивает его частичное перемешивание.

Бассейн может быть деревянным из стойких к воде пород деревьев. При строительстве каменных бассейнов стенки и дно следует изолировать материалами, плохо проводящими теплоту (например, на дно можно устанавливать деревянную решетку). Размеры бассейна зависят от количества помещаемых в него фляг (табл. 7).

Таблица 7 – Рекомендуемые размеры бассейна

Варианты устройства бассейнов показаны на рисунке 50. Молоко, как правило, охлаждается до температуры 3…4⁰ С выше температуры используемой для этой цели воды.

При необходимости охлаждения молока до более низких температур целесообразно применять лед, куски которого помещают в бассейн с проточной водой.

Для охлаждения молока на фермах при минусовых температурах наружного воздуха целесообразно использовать компактные аккумуляторы естественного холода конструкции ВИЭСХ и МГАУ им. В. П. Горячкина: холод (в виде ледяной воды или льда) аккумулируется в паузе между доениями в емкостях (2, 3 и 4) сварной металлоконструкции (рис. 51), установленной за стеной молочного блока.

Под действием насоса ледяная вода движется по одному из двух замкнутых контуров: большому или малому. Если температура наружного воздуха выше - 5°С, то трехходовым краном воду направляют по большому контуру: насос – охладитель молока – трехходовой кран – емкость (4) – система сливных труб – емкости (3, 2) – насос. При температуре воздуха ниже - 5° С – по малому: насос – охладитель – трехходовой кран – нижняя емкость – вентиль – насос.

1 - рама; 2,3,4- емкости для воды; 5 - сливная труба; 6 - пластинчатый охладитель; 7 - вентиль; 8 - насос; 9 - трехходовой кран

Охлаждение оборотной воды (до температуры 1...3°С) происходит за счет контакта с намороженным в паузе между доениями льдом и непосредственного контакта воды с морозным воздухом. Объем воды (суммарный) в емкостях аккумулятора составляет около 9 м³, что обеспечивает суточную производительность до 3,3 т охлажденного молока при расходе 3...5 кВт ч электроэнергии.

Модернизированный вариант секционного аккумулятора естественного холода (рис. 52) имеет два режима работы: без льда и со льдом на поверхности воды в резервуарах. При отсутствии льда отепленная вода из охладителя движется в верхнем резервуаре вниз, проходит под одной перегородкой, смешивается с холодной водой, стекает по наружной стенке на козырек и в нижний резервуар, где смешивается с ледяной водой, проходит под второй перегородкой, попадает в водозаборную трубу и насосом подается в охладитель молока.

Когда на поверхности воды образуется лед, маршрут движения отепленной воды несколько изменяется. Сначала она движется по поверхности льда верхнего резервуара, стекает по поверхности резервуара на козырек, движется по поверхности льда нижнего резервуара и по переливной трубе в бачок, откуда по подпитывающей попадает в нижний резервуар, а затем, как и в первом режиме, подается насосом в охладитель молока.

1, 2 - резервуары; 3, 4 - перегородки; 5 - рама; 6 - козырек;

7 - переливная труба; 8 - бачок постоянного уровня;

9 - теплоизолированный ввод; 10, 11 - водозаборная и подпитывающая трубы; 12 - водяной насос; 13 - труба отепленной воды; 14 – охладитель

Аккумулятор естественного холода такой конструкции может заменять холодильную машину в резервуарах-охладителях (например, РПО-1,6, РПО-2,5 и др.). В этом случае уровень воды в нижнем резервуаре должен превышать уровень сливного отверстия рубашки емкости для обеспечения подачи ледяной воды в рубашку самотеком, а насос должен быть подключен на отсос воды из нее и для подачи в верхний резервуар. Возможна также работа по комбинированной схеме с предварительным охлаждением молока в пластинчатом охладителе, а окончательным – в емкости для охлаждения. По этой схеме вода отсасывается насосом из водяной рубашки резервуара-охладителя, подается в пластинчатый охладитель, а далее в резервуар аккумулятора естественного холода.

На рисунке 53 представлен трубчатый охладитель молока, позволяющий использовать теплоту, отбираемую от молока, для подогрева воды на технологические нужды.

Рисунке 53 – Трубчатый охладитель молока:

1 - молокапровод; 2 – датчики аппарата; 3 - вакуумный насос;

4 - воздухоразделитель; 5 - молочный насос; 6 - магистральный молокопровод; 7 - водяной насос; 8 - водопровод; 9 - поилка; 10 - устройство для подмывания вымени; 11 - емкость для охлаждения и хранения молока;

12 - емкость для холодной воды

Охладители (секциями) расположены по всей длине доильного и магистрального молокопроводов и соединены между собой перемычками из шланга. Молоко под действием разрежения, создаваемого вакуумным насосом, из доильных аппаратов поступает в молокопровод, затем в воздухоразделитель, насосом нагнетается в магистральный молокопровод и из него в емкость для сбора молока. При прохождении по молокопроводам молоко в результате теплообмена охлаждается до температуры 6...8° С, а вода в водопроводе, движущаяся навстречу ему, при этом нагревается с 2...5° С до 14...16° С, подается в поилки или расходуется на хозяйственно-бытовые нужды. Экономия электроэнергии на охлаждении молока при этом составляет 26,6 кВт ч и на подогреве воды для поения животных 1985 кВт ч в расчете на одну корову в год.

Для нагрева воды в хозяйствах обычно используются электронагреватели, что осо­бенно в условиях летне-осеннего времени года не только нерационально, но и неэкономично. В связи с этим наиболее эффек­тивен переход на нагрев воды солнечной энергией для использования её в системах ухода за молочным оборудованием.

Опыт применения гелиоустановок на молочных фермах показы­вает возможность замещения таким путем 30…50% электроэнер­гии и топлива.

Гелиоустановки могут надежно снабжать горячей водой в дневное и вечернее время суток в слу­чае прекращения подачи электроэнергии.

В качестве примера приведена схема для горячего водоснабжения летних доильных площадок (рис. 54). Она включает секцию гелиоприемников 1, соеди­ненных с водяным баком-аккумулятором 3, подающим 2 и обрат­ным 9 трубопроводами. Бак-аккумулятор 3 оснащен дублирую­щим электронагревателем 4. Бак имеет слой теплоизоляции, снижающей потери тепла в окружающую среду.

1 гелионагреватели; 2 подающий трубопро­вод; 3 бак-аккумулятор; 4 электронагревате­ли; 5 предохранительный клапан; 6 и 7 изо­лирующие вставки; 8 обратный клапан; 9 обратный трубопровод

В схеме гелиоустановки предусмотрена термосифонная цир­куляция воды. Отбор горячей воды производится из верхней зоны бака за счет вытеснения горячих слоев воды потоком холодной снизу при открытии вентиля водопроводной линии с обратным клапаном 8.

В качестве бака-аккумулятора 3 берут обычно емкости от серийных водонагревателей типа САОС или УАП вместимостью 800 и 1600 л, подающий трубопровод присоединяют через днище бака или фланец крепления нижних ТЭНов. Обратный трубопро­вод подключается в самой ниж­ней точке бака-аккумулятора, обеспечивая подачу наиболее холодной воды снизу к нагре­вателям.