Производство творога. 2
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Разраб.
Провер.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Лит.
Листов
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫХ В ОБОРУДОВАНИИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЛИНИИ 6
2. ПОДБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИИ 9
3. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ АНАЛОГОВ…12
4. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТЫ 23
4.1Технологический расчет………………………………………………….. 23
4.2 Кинематический расчет 27
4.3.Расчет винтовой передачи
4.4Технико-экономический расчет…………………………………………….30
5. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ РАЗРАБОТАННОГО АППАРАТА 31
6. DESIGN AND OPERATING PRINCIPLE OF EQUIPMENT………………..33
7. ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 38
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 39
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
ВВЕДЕНИЕ
Молоко и молочные продукты относятся к незаменимым продуктам питания, используемым человеком во все периоды его жизни. Особенно важное значение молоко и молочные продукты имеют в питании детей, больных и пожилых людей, беременных и кормящих женщин. Молоко и молочные продукты являются основными продуктами диетического и лечебного питания, так как содержат необходимые организму человека пищевые вещества в легкодоступной для усвоения форме.
В настоящее время проблема эффективного использования белковых веществ молока является наиболее важной. Это обусловлено повсеместным дефицитом полноценных пищевых белков. Для построения белков в организме человека необходимо 20 различных аминокислот, которые должны присутствовать в определённом соотношении.
Отличительной особенностью молочных белков является то, что при их расщеплении образуются пептиды и другие компоненты, которые всасываются непосредственно в кровь. Усвояемость молочных белков человеческим организмом практически полная. Растительные белки таким свойством не обладают. По аминокислотному составу белки молока равноценны белкам мяса, но в отличие от них не содержат пуриновых оснований, избыток которых вредно влияет на обмен веществ в организме. Поэтому потреблять молочные продукты можно в неограниченном количестве.
Значительная часть
Творог – это белковый
кисломолочный продукт, изготовляемый
сквашиванием пастеризованного нормализованного
молока. Значительное содержание в
твороге жира и особенно полноценных
белков обуславливает его высокую
пищевую и биологическую
Изм.
Лист
Лист
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1 .ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
Устройство и принцип действия линии. Молоко из емкости подается сначала в балансировочный бачок 2, а затем насосом 3 в секцию рекуперации пастеризационно-охладительной установки 5, где оно подогревается до температуры 35.. .40 °С и направляется на сепаратор-очиститель 4.
Нормализованное
и очищенное молоко направляют на
пастеризацию при 78... 80 °С с выдержкой
20.. .30 с. Температура пастеризации влияет
на физико-химические свойства сгустка,
что, в свою очередь, отражается на качестве
и выходе готового продукта. Так, при
низких температурах пастеризации сгусток
получается недостаточно плотным, та»
как сывороточные белки практически
полностью отходят в сыворотку,
и выход творога снижается. С
повышением температуры пастеризации
увеличивается денатурация
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
При ускоренном способе сквашивания в молоко вносят 2,5% закваски, приготовленной в заквасочнике 10 на культурах мезофильного стрептококка и на 2,5% термофильного молочно-кислого стрептококка. Температура сквашивания при ускоренном способе повышается в теплое время года до 35 °С, в холодное — до 38 °С. Продолжительность сквашивания молока при ускоренном способе 4,0...4,5 ч, т.е. сокращается на 2,0...3,5 ч, при этом выделение сыворотки из сгустка происходит более интенсивно. [1]
Для улучшения качества творога желательно применять беспересадочный способ приготовления закваски на стерилизованном молоке, что позволяет снизить дозу внесения закваски до 0,8... 1,0 % при гарантированной ее чистоте.
При сычужно-кислотном способе производства творога после внесения закваски добавляют 40 %-ный раствор хлорида кальция (из расчета 400 г безводной соли на 1 т молока), приготовленного на кипяченой и охлажденной до 40...45°С воде. Хлорид кальция восстанавливает способность пастеризованного молока образовывать под действием сычужного фермента плотный, хорошо отделяющий сыворотку сгусток. Немедленно после этого в молоко в виде 1 %-ого раствора вносят сычужный фермент или пепсин из расчета 1 г на 1 т молока. Сычужный фермент растворяют в кипяченой и охлажденной до 35°С воде. Раствор пепсина с целью повышения его активности готовят на кислой осветленной сыворотке за 5... 8 ч до использования. Для ускорения оборачиваемости творожных ванн 6 молоко сквашивают до кислотности 32...35 °Т в резервуарах, а затем перекачивают в творожные ванны и вносят хлорид кальция и фермент.
Окончание сквашивания и готовность сгустка определяют по его кислотности (для жирного и полужирного творога должна быть 58...60 °Т, Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
для нежирного -66...70 °Т) и визуально — сгусток должен быть плотным, давать ровные гладкие края на изломе с выделением прозрачной зеленоватой сыворотки. Сквашивание при кислотном методе продолжается 6...8 ч, сычужно-кислотном — 4...6 ч, с использованием активной кислотообразующей закваски — 3...4 ч.
Чтобы ускорить выделение сыворотки, готовый сгусток разрезают специальными проволочными ножами на кубики с размером граней 2 см. При кислотном методе разрезанный сгусток подогревают до 36.. .38 °С для интенсификации выделения сыворотки и выдерживают 15...20 мин, после чего ее удаляют. При сычужно-кислотном — разрезанный сгусток без подогрева оставляют в покое на 40...60 мин для интенсивного выделения сыворотки.[1]
Для дальнейшего отделения сыворотки сгусток подвергают самопрессованию и прессованию. Для этого его разливают в бязевые или лавсановые мешки по 7...9 кг (на 70 % вместимости мешка), их завязывают и помещают несколькими рядами в пресс-тележку 7. Под воздействием собственной массы из сгустка выделяется сыворотка. Самопрессование происходит в цехе при температуре не выше 16 °С и продолжается не менее 1 ч. Окончание самопрессования определяется визуально по поверхности сгустка, которая теряет блеск и становится матовой. Затем творог под давлением прессуют до готовности. В процессе прессования мешочки с творогом несколько раз встряхивают и перекладывают. Во избежание повышения кислотности прессование необходимо проводить в помещениях с температурой воздуха 3.. .6 °С, а по его окончании немедленно направлять творог на охлаждение до температуры не выше 8 °С с использованием охладителей различных конструкций; наиболее совершенным из них является двухцилиндровый охладитель 8.
2.ПОДБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО
На производство творога направляется 55 т принятого молока. Количество сливок (Ксл, т) жирностью 35%, полученных при сепарировании молока, определяем по формуле [7]:
Ксл=, т, (2.1)
где Км=55- количество цельного молока, перерабатываемого в смену (по заданию); Жм = 3,4% - жирность цельного молока;
Ж0 = 0,05% - жирность обезжиренного молока;
П = 0,23 - нормативные потери при сепарировании
Ксл==5,26 т.
Тогда количество молока обезжиренного, полученного при сепарировании [7]:
Ко=Км-Ксл, т, (2.2)
Ко =55-5,26 = 49,74 т.
Согласно нормам расхода для выработки 1 т обезжиренного творога требуется 7,603 т молока обезжиренного, тогда количество полученного
творога равно [7]:
х==6,54 т.
Количество
принятого, переработанного и
Мп=Gпп, т, (2.3)
Мпер=Gпер(п-0,5), т, (2.4)
М=Мп-Мпер, т, (2.5)
где п – время приемки, час (п=3ч);
Gп - производительность оборудования на участке приемки, т/ч;
Gпер - производительность оборудования в аппаратном цехе, т/ч;
Мп - количество принятого молока за время приемки, т;
Мпер - количество переработанного молока за время приемки, т.
М - максимальное количество молока, накапливаемого в резервуарах, т.
Мпер=7(3-0,5)=17,5 т.
Количество молока, накапливаемого в резервуарах:
М=55-17,5=37,5 т.
Таблица 2.1 - Оптимальный вариант подбора технологического оборудования в линию.
Наименование технологической операции |
Вид и марка оборудования |
Количество единиц в линии |
Производительность, т/ч |
Габаритные размеры,м; масса,кг |
Резервирование молока |
Резервуар В2-ОМГ-10 |
4 |
10 |
|
Тепловая и механическая обработка молока |
Пастеризацион но-охладительная установка ОПЛ-10 Сепаратор- молокоочиститель А1-ОЦМ-10 |
1 |
10 |
|
| 1 |
10 |
||
Сквашивание |
Ванна для твороженного сгустка ВК-2,5 |
12 |
2,5 |
|
Пресс-тележка ВС-2,5 |
5 |
0,4 |
||
Охлаждение |
Охладитель для творога 209-ОТД-1 |
1 |
0,6 |
|
Фасование |
Расфасовочно-упаковочный автомат |
1 |
0,6 |
3. ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ АНАЛОГОВ.
Технологическое назначение сепаратора и его место в технологической схеме
Сепаратор-осветлитель, предназначенный для очистки молока после удаления грубых частиц.
Схема
классификации современных
Современные способы очистки молока
Методы очистки молока
Способы очистки соков
Различают следующие виды очистки соков [1,2]:
а) грубое фильтрование, осуществляемое в различных фильтрах;
б) электросепарирование
путем пропускания через сок постоянного
электрического тока. Ток, проходя через
сок, вызывает электролиз
небольшой части воды, содержащейся в
нем. В результате
электрохимических реакций на положительном
электроде выделяется
кислород, на отрицательном водород. Газовые
пузырьки, образующиеся на
поверхности электродов, поднимаются
вверх и, встречая на своем пути
взвешенные частицы, адсорбируются на
них и поднимают их на поверхность;
в) центрифугирование
(сепарирование) применяется для удаления
из
соков различных взвешенных частиц. Соки
с мякотью центрифугируют для
удаления наиболее крупных частиц мякоти
с целью придания продукту
наиболее однородной консистенции;
сепараторы
По технологическому назначению
По способу подвода исходной системы и отвода продуктов сепарирования
По способу выгрузки осадк
выгрузки осадка
разделители
осветлители
комбинированные
открытые
Полузакрытые
(полугерметичные)
Герметичные
(закрытые)
С ручной выгрузкой (периодической)
С центробежной
выгрузкой
Непрерывная
выгрузка
Периодическая выгрузка
сопловые
С наклонными
каналами
С подвижным
днищем
С внутренним
поршнем
Рисунок 3.1 - Схема классификации современных молочных сепараторов.
г) фильтрование
применяют для получения кристально прозрачных
соков, не дающих осадка при хранении.
В соковой промышленности
применяют фильтровние с кизельгуром
или через фильтрокартон. Первое
называют предварительной фильтрацией
и почти всегда проводят перед
фильтрованием через фильтркартон.
д) ультрафильтрация применяется при производстве
осветленных
концентрированных соков. При этом она
заменяет не только сепарирование,
кизелыуровый и пластинчатый фильтр-пресс,
но и обработку осветляющими
веществами.
Современное оборудование для очистки и осветления соков
Грубую очистку сока от взвесей осуществляют сразу после отжима сока, так как длительное нахождение частиц мякоти в соке способствует его окислению и ухудшению вкуса и цвета. Для грубого фильтрования используют разные ситовые устройства, различающиеся по конструкции и форме, и гидроциклоны. В Болгарии и других странах для этой цели применяют щеточные ситовые фильтры непрерывного действия, которые встраиваются в сокопровод.
Фильтры. Ситовый щеточный фильтр фирмы «Бухер» (Швейцария) представляет собой цилиндрическое сито, заключенное в кожух, внутри которого расположен ротор со щетками (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 - Ситовый щеточный фильтр фирмы «Бухер»: 1 — привод, 2 — сальник, 3 — винт деаэратора, 4 — цилиндрическое сито, 5 — конусообразный бункер для осадка, 6 — щетки, 7 — вал.
Сок поступает через входной
штуцер, расположенный на крышке, и
попадает внутрь цилиндрического сита.
Здесь под действием
В линию часто устанавливают последовательно два фильтра с перфорацией сит 1,6 и 0,9 мм.
Для очистки виноградного сусла
от взвесей ВНИИВиПП «Магарач» и
СКТБ «Дезинтегратор» предложен
метод механоимпульсной обработки.
Метод основан на том, что в
результате такой обработки сока
происходит разрыв гидрофильных связей
между жидкой фазой сусла и
ее коллоидными частицами и
Для механоимпульсной обработки сусла разработчиками совместно с Таллиннским СКТБ изготовлен механоимпульсный реактор производительностью 5500 л/ч.
Неосветленное сусло поступает в центр рабочей камеры реактора, где взвеси, ударяясь о пальцы особой конструкции, подвергаются механоимпульсному диспергированию Одновременно в жидкости, интенсивно перемешиваемой ротором, образуются круговые потоки, которые способствуют засасыванию атмосферного воздуха через специальный ввод и образованию пузырьков газа. Взвеси сорбируются на пузырьках газа и легко, и быстро флотируются из дезинтегратора в виде мелкодисперсной пены. Наиболее эффективно механоимпульсный реактор работает в течение первого часа после запуска.
Объем осадков снижается на 17—20 %, а их влажность— на 1,6—2,2% Хорошие результаты получены при сочетании способа механоимпульсной обработки с осветлением ферментами.
Гидроциклоны. По устройству гидроциклон несложен. Он состоит из цилиндрического корпуса диаметром от 20 до 150 мм с коническим днищем, выполненным под углом 15—20° к вертикали Сок подводится к цилиндрической части корпуса тангенциально через патрубок под углом около 4° к горизонтали При вращении сока под действием центробежной силы более крупные частицы отбрасываются к стенкам устройства и, двигаясь по спирали, отводятся через патрубок в нижней части циклона в виде сконцентрированной массы взвесей. Осветленный сок с уменьшенным содержанием взвешенных частиц выводится через патрубок в верхней части устройства. [2]
В Венгрии гидроциклоны устанавливают в линии производства соков с мякотью для удаления более крупных взвесей и попавших в сок частиц песка.
Фирма «Нивоба» (Нидерланды) выпускает разные модели гидроциклонов, которые используются в пищевой и фармацевтической промышленности Они пригодны для отделения взвешенных частиц размером от 5 до 1000 мкм.
В производстве соков с мякотью
применение гидро циклона обеспечивает
наличие частиц одного размера в
готовом продукте, поскольку более
крупные частицы удаляются. Для
повышения эффективности
В группе гидроциклонов «Нивоба» имеются микро-гидроциклоны, объединенные в многоступенчатую систему, которые обеспечивают удаление мелких взвесей.
Для ускорения очистки соков применяют центрифугирование.
Фильтрующая центрифуга ФВИл-701к-04. Предназначена для извлечения сока в линии комплексной переработки яблок. Индекс марки центрифуги означает: Ф—фильтрующая, В — вертикальная, И — с инерционной выгрузкой осадка, л — лопастная.
Техническая характеристика центрифуги ФВИл-701к-04 Производительность по исходному продукту, т/ч до 10
Фактор разделения 1250-1550
Внутренний диаметр корпуса ротора, мм 700
Частота вращения ротора, мин"1 1800—2000
Число лопастей 24
Ширина щели сит, мм 0,15; 0,25, 0,4, 1,1,5, 2,6
Площадь фильтрующей поверхности, м2 1
Масса, кг 1820
Центрифуга ФВИл-701к-04 состоит из ротора 6, корпуса 2, привода 5, клиноременной передачи 4 и электродвигателя 3. Ротор представляет собой корпус с установленными на нем фильтрующими лопастями и стаканом. На стакане крепится терочный диск Трубки отвода сока выведены через дно ротора Фильтрующий ротор закрыт крышкой.
Яблоки, загружаемые в центрифугу
через бункер 7, попадают на терку
Через кольцевые зазоры между
теркой и диском измельченная масса
поступает на сетки фильтрующих
лопастей Профиль лопасти обеспечивает
непрерывное перемещение
Сок, проходя через отверстие сетки, поступает в корпус лопасти, а затем по трубкам отвода сока попадает в сокосборник, а из него в циклон 7. Последний служит для выделения воздуха из сока.
Мезга, отделенная от сока, выгружается под действием центробежной силы через окна в корпусе ротора, попадает через кольцевое пространство между стенкой корпуса центрифуги и сокосборником в бункер или на транспортер.
Новым типом центрифуг являются
декантеры (рисунок 1.4). Они представляют
собой горизонтально
Декантеры выпускают фирмы «Альфа-Лаваль» (Швеция), «Вестфалия» (ФРГ) и др. Производительность декантеров NX фирмы «Альфа-Лаваль» 18 ООО л/ч, фирмы «Вестфалия» — от 8000 до 20 000 л/ч при частоте вращения барабана 5500-4000 мин-1, ротора 3000 мин-1. Производительность декантеров зависит от вязкости жидкой фазы, характера разделяемых компонентов, желаемой степени осветления и влажности удаляемой твердой фазы (выжимок).
Сепараторы.
В значительной степени сок осветляется на сепараторах, (рисунок 3.3). Поскольку величина частиц взвесей мала и их плотность незначительно отличается от плотности сока, при конструировании сепараторов для соковой промышленности основное внимание обращают на повышение частоты вращения ротора. В современных сепараторах барабан вращается с частотой 6500 — 7000 мин-1.
В зависимости от конструкции сепаратора его можно применять как для выделения твердых взвешенных частиц из сока, так и для разделения смеси жидкостей на два компонента.
Для очистки осветленных и
Рисунок 3.3 - Сепаратор для молока
1—станина, 2 — электродвигатель, 3 - корпус, 4 — питательно-разгрузочная камера; 5 — крышка, 6 — второй диск, 7 — неподвижная крыльчатка; 5 — цилиндры, 9 — барабан, 10 — первый диск.
Сепаратор Г9-КОВ (рисунок 3.4) полузакрытого типа с пульсирующим центробежным выходом осадка. В барабане сепаратора расположен тарелкодержатель с пакетом тарелок, в средней части основания имеется 12 диаметрально расположенных разгрузочных щелей, перекрываемых верхней кромкой поршня перед подачей продукта в барабан. Производительность сепаратора до 10 м3/ч, диаметр барабана 0,6 м, зазор между тарелками 0,5 мм, частота вращения ротора 5000 мин-1, мощность электродвигателя 13 кВт.
В саморазгружающихся тарельчатых сепараторах молоко входит в сепаратор через отверстие вблизи нижнего конца диска и под действием перепада давлений течет в каналы, образованные между тарелками, наклонно снизу вверх к внутреннему краю тарелки. Тарелки (40—150 шт.) с тонкими стенками (0,35—0,75 мм) выполнены в виде боковой поверхности конуса (угол наклона 35—45°) и отделены одна от другой ребрами высотой 0,4—2 мм. Под действием центробежной силы взвешенные частицы, имеющие большую плотность, чем сок, прижимаются к коническим тарелкам и непрерывно соскальзывают с нижней части тарелок в сборник осадка, а очищенный сок выходит из верхней части канала между тарелками. В саморазгружающихся тарельчатых сепараторах, работающих периодически, взвешенные частицы собираются в камеру для осадка с двойным конусом и через определенные промежутки времени без остановки сепаратора автоматически выбрасываются.
Рисунок 3.4 - Сепаратор Г9-КОВ:
1—станина; 2—горизонтальный вал; 3—плавающая опора; 4—гидроузел; 5—приемник шлама; 6—барабан; 7—приемно-выводное устройство; 8—крышка; 9—ванна; 10—вертикальный вал.
Фильтры. Основным рабочим органом любого фильтра является фильтрующая перегородка. Она может быть одинарной из различных тканей (бельтинг, лавсан и др.), керамические и металлические материалы — или состоять из двух слоев — один слой ткани и другой слой осадка из уплотненных взвешенных частиц. Уплотненный слой, или осадок, образующийся в большинстве случаев при фильтровании полидисперсных суспензий, частицы взвесей которых тиксотропны, является основным рабочим органом фильтра.
Существуют различные
Фильтр-пресс (рисунок 3.5) смонтирован на передвижной станине 1, на которой расположены задняя упорная плита 5, передняя нажимная плита 9 и 95 плит 6, 8, своими приливами установленные на два горизонтальных стальных стержня 7. Для облегчения конструкции плиты изготовляют из алюминия.
Рисунок 3.5 – Фильтр-пресс:
Насос 2, нагнетающий суспензию
в канал 4, приводится в движение
электродвигателем 3. Нажимная плита 9
перемещается винтом 10 при помощи штурвала
11. Уплотнение плит 8 производится винтом
10 с помощью рычага 12 или механическим
приводом. Собранные в пакет плиты
с размещенными между ними фильтрующими
пластинами (асбестовыми или ас-