Техника сепарирования молока, расчёты при сепарировании

     Смешивание  пахты с обезжиренным молоком  несколько повышает степень извлечения жира, но, с учетом роста затрат на осуществление процесса, такое смешение не всегда эффективно. Потому эффективным  все-таки следует считать непосредственное сепарирование пахты соответствующим образом организованное.

     Получаемые  при сепарировании пахты сливки по своим свойствам превосходят  сливки из молока за счет повышенной биологической  ценности и могут быть использованы для выработки различных продуктов  питания, особенно сметаны, питьевых сливок, смесей мороженого. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

2. Сепарирование молочной сыворотки.

 

     Сепарирование молочной сыворотки используют на двух этапах её промышленной переработки: для  выделения молочного жира и казеиновой пыли (обезжиривание) и для отделения  скоагулированных белков (осветление). От обезжиренной сыворотки могут  центробежно отделяться только частицы  казеина (казеиновая пыль), а также  возможно совместное отделение казеиновых частиц и скоагулированных белков. Обезжиривать молочную сыворотку целесообразно  при её жирности не менее 0,2%. Сепарировать сыворотку необходимо сразу же по её получении, или использовать кратковременное (не более 2-х часов) резервирование. В этом случае не только не возрастает кислотность продукта, но и сохраняется  температура, при которой сыворотка  получена от производства сыра или  творога (30 … 45^oС). Подогревать сыворотку перед сепарированием нецелесообразно, поскольку это повышает затраты на обезжиривание.

     Для выделения из молочной сыворотки  жира и казеиновой пыли используются специальные сепараторы комбинированного типа. Барабан такого сепаратора имеет  два пакета тарелок: осветлительный и разделительный, между которыми устанавливается межсекционная  разделительная тарелка. С целью  обеспечения возможности получения  пригодного для дальнейшего использования  казеинового осадка, такие сепараторы выполняются с центробежной периодической  выгрузкой осадка. Саморазгружающиеся сепараторы-сливкоотделители для молока также могут использоваться для  обезжиривания сыворотки, но производительность в этом случае должна быть снижена  на 15 … 20%. В зависимости от содержания частиц казеина в сыворотке должно быть подобрано соответствующее  время между разгрузками. Причем время это может составлять от одного часа при малом содержании казеиновых частиц (не более 0,3) до нескольких минут (3 … 6) при высоком (более 1%).

     Использование для выделения из молочной сыворотки  жира и казеиновой пыли сепараторов-сливкоотделителей  с ручной периодической выгрузкой  осадка нецелесообразно. Во-первых, из-за быстрого заполнения шламового пространства барабана осадком продолжительность  непрерывной работы сепаратора не превышает 0,5 часа. Во-вторых, использование казеинового  осадка, в этом случае, весьма проблематично.

     В этой связи можно использовать комбинированный  вариант: предварительную очистку  жирной сыворотки от частиц казеина  с использованием саморазгружающихся сепараторов-молокоочистителей и  последующее обезжиривание в  сепараторе-сливкоотделителе с ручной периодической выгрузкой осадка. Время между разгрузками молокоочистителя должно быть дифференцировано в зависимости  от концентрации казеиновых частиц в сыворотке.

     При использовании сепараторов-сливкоотделителей  предназначенных для обезжиривания  молока необходимо учитывать следующее. Соотношение между количествами получаемого обезжиренного молока и сливок (например, 35%-ной жирности) составляет в среднем 1:9, тогда как при сепарировании сыворотки аналогичное соотношение равно 1:77. Разница существенна. А, поскольку напорные диски приёмно-отводящего устройства рассчитаны на соотношение продуктов сепарирования в молоке, возможен подсос части сливок в поток обезжиренной сыворотки. Снизить такое соотношение можно, получая при сепарировании сыворотки сливки меньшей жирности, например 20%-ной. В этом случае соотношение продуктов сепарирования уменьшается до 1:43. Если возможно использование сливок меньшей жирности, то соотношение продуктов сепарирования можно снизить ещё.

     Сливки  из сыворотки отличаются от обычных  более высокой степенью дисперсности жировой эмульсии. В них содержится больше, чем в обычных сливках, свободного жира, который способствует агрегатированию жировых шариков  в процессе их созревания.

     Сухих веществ в подсырных сливках  на 3—4% меньше, чем в обычных, и  практически отсутствует казеин. Хранить эти сливки можно в течение двух суток при температуре 5 … 10^oС, только в этом случае не происходит существенных изменений их качества.

     Сливки  из сыворотки используются, главным  образом, в сыроделии и маслоделии. В сыроделии такие сливки вносят в смесь, заменяя в отдельных  случаях до 50% жира молока. В маслоделии из сывороточных сливок вырабатывают масло, идущее затем на промышленную переработку. Их можно также использовать при производстве любительского  или крестьянского масла, заменяя  в них плазму и смешивая (до 25% от общего объёма) со сливками из молока.

     Казеиновый  осадок, получаемый при сепарировании  в саморазгружающемся сепараторе - сырьё для производства плавленых сыров.

     Осветляют молочную сыворотку после коагуляции в ней белков тепловым, кислотным, кислотно-щелочным, хлоркальциевым или  другими способами. Способ коагуляции в определенной мере влияет на последующее  центробежное разделение образовавшейся суспензии, поскольку способы отличаются и по степени коагуляции белков и  по степени дисперсности образовавшейся системы. Предпочтение по этим показателем  за кислотно-щелочным способом.

     Сепарируют  сыворотку, как правило, при температуре  коагуляции, т.е. при 85 … 95^oС. Однако наилучший эффект осветления достигается при понижении температуры до 60^oС.

     Для осветления сыворотки некоторое  время применяли специальный  сепаратор марки ОТС с двухэтапной  периодической центробежной выгрузкой  осадка. Управление выгрузкой осадка в этом сепараторе - ручное, с учетом визуального контроля результатов  осветления. Выгрузку осадка из барабана осуществляли, как только помутнеет  осветленная сыворотка в специальном  смотровом окне на трубопроводе отвода просепарированного продукта. Перекрывали  кран на линии поступления исходного  продукта, поворотом крана на гидросистеме сепаратора производили выброс из барабана межтарелочной жидкости (сыворотки), а затем уже поворотом того же крана осуществляли центробежную выгрузку осадка. Таким образом, двухэтапная выгрузка осадка позволяет получить более высокое содержание сухих веществ (не ниже 20%) в белковом концентрате (белковой массе).

     Не  исключается возможность использования  для осветления молочной сыворотки  саморазгружающихся сепараторов-молокоочистителей. В этом случае содержание сухих веществ  в белковой массе будет несколько  ниже, но на уровне 13 … 15%. Необходимо только правильно подобрать время между  разгрузками и (или) снабдить отводной трубопровод смотровым окном. Время  между разгрузками должно быть установлено  таким образом, чтобы к моменту  центробежной выгрузки осадка шламовое пространство барабана было бы заполнено осадком примерно на 80%. 

     Некоторые сложности могут возникнуть в  тех случаях, когда после коагуляции белков сыворотка некоторое время  отстаивается в ванне для отваривания  альбумина. В этом случае в сепаратор  поступает суспензия со значительно  повышенным содержанием дисперсной фазы, идет быстрое заполнение, а  затем и переполнение шламового  пространства, т.е. осадком заполняются  даже межтарелочные пространства. Как  правило, это приводит к "зависанию" осадка при его выгрузке, барабан  начинает усиленно вибрировать, что  и небезопасно и отрицательно сказывается на работоспособности  сепаратора, особенно приводного механизма.

     Избежать  указанного явления можно только за счет своевременной подачи исходного  продукта на сепарирования, а именно - сразу же после появления хлопьев белка при его коагуляции. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     

3. Выделение творожного сгустка.

 

     Выделенная  из молочной сыворотки (особенно подсырной) белковая масса обладает высокой  питательной и биологической  ценностью. Как сырьё белковую массу  используют при производстве натуральных  и плавленых сыров, в том числе  и специального вида, для приготовления  творожных изделий, паст, желе и т.п., в качестве добавки в мясной фарш при производстве колбас и в других направлениях.

     Центробежное  отделение творожного сгустка - процесс  разделения суспензии "хлопья казеина - сыворотка" и используется такой  процесс в линиях раздельного  производства творога. С учетом некоторого роста в последние годы выработки  обезжиренного творога этот процесс  может применяться самостоятельно. Для отделения творожного сгустка  от сыворотки используют специальные "творожные" сепараторы с центробежной непрерывной выгрузкой осадка через периферийные сопла.

     В таких сепараторах количество выгружаемого осадка, а, следовательно, и влажность  творога, регулируется в основном количеством  разгрузочных сопел и диаметром  проходного сечения их канала. Соответственно при установке меньшего числа  сопел (а при необходимости вместо части сопел могут быть установлены  заглушки) с меньшим (например 0,5 мм вместо 0,7 мм) диаметром проходного сечения канала влажность творога  снижается и наоборот. Некоторое  изменение влажности творога  можно обеспечить и непосредственно  в процессе сепарирования путем  изменения подачи исходного продукта (суспензии). Причем в этом случае закономерность такова: увеличивая подачу можно несколько  увеличить содержание сухих веществ  в твороге и соответственно наоборот.

     С целью снижения потерь сухих веществ  с сывороткой при обезвоживании  сгустка в сепараторе, молоко, предназначенное для производства творога, следует пастеризовать при температуре 78 … 80^oС, а также заквашивать молоко при температуре 30 … 34^oС. Кроме того, рекомендуется дифференцировать производительность "творожного" сепаратора от номинальной в начале сепарирования объёма сгустка до 75% от номинальной величины производительности в конце обработки. Связано это, видимо, с неодинаковой нагрузкой межтарелочных пространств барабана по количеству дисперсных частиц суспензии в начале и в конце сепарирования. 
 
 
 
 

3. Продуктовые расчёты на предприятиях при сепарировании.

 

     Продуктовые расчёты следует разделить на 2 части. Первая часть – материальный баланс, вторая – продуктовые расчёты  по производству продукции.  

1. Материальный  баланс.

     В этой части производятся расчёты  по приходу и расходу молока.

     Приход  – валовое производство молока, которое определяют путём умножения  среднего числа коров на надой  от одной фуражной коровы. Приход молока рассчитывают за год, месяц, сутки и  по отдельным дойкам.

     Расход  молока складывается из следующих статей:

     - продажа молока по договорным  обязательствам;

     -продажа  молока населению;

     -общественное  питание;

     -расход  на выпойку телятам;

     -расход  на производство молочной продукции:  сметана, творог, масло, сыр, кисломолочные  напитки.

     Расход  молока на выпойку телятам рассчитывается в соответствии с планом отёлов и  нормами выпойки молочных продуктов  молодняку. В среднем годовая  выпойка цельного молока на 1 телёнка (до 6 месячного возраста) составляет 200 кг и обезжиренного молока 300-400 кг.

     Количество  молока, подлежащее сепарированию для  получения обрата, рассчитывается по формуле:

     М=Щ(Ж_с-Ж_о)/(Ж_с-Ж_м),                                                              (1)

     Где О – потреблённое количество обрата, кг;

         Ж_с – массовая доля жира в сливках, %;

         Ж_о – массовая доля жира в обрате, %;

         Ж_м – массовая доля жира в молоке, %.

     Если  выпойка молока телятам выводит  из переработки большое количество сырьевых ресурсов, стараются провести замену цельного молока на ЗЦМ (заменитель цельного молока).