Оборудование для выработки сливочного масла

Маслоизготовители периодического и непрерывного действия различаются между собой механизмом образования масла, способом воздействия на сливки и конструкцией рабочих органов. Выработка сливочного масла в маслоизготовителях периодического действия происходит в два этапа: образование из жировых шариков масляного зерна и формирование из него пласта сливочного масла. В маслоизготовителях непрерывного действия масляное зерно и пласт образуются в потоке.

В маслоизготовителях периодического действия (безвальцовых) сливки сбиваются в результате их перемещения под действием силы тяжести. При вращении заполненной на 30...50% рабочей емкости мас- лоизготовителя сливки сначала поднимаются на определенную высоту, а затем сбрасываются под действием силы тяжести, подвергаясь сильному механическому воздействию. Высота подъема сливок, возникающее давление, характер движения обрабатываемого сырья определяются размерами рабочей емкости и частотой ее вращения. Скорость перемещения сливок в этом случае составляет 5...7 м/с.

В маслоизготовителях непрерывного действия скорость движения сливок значительно выше (18...22 м/с). Интенсивное воздействие рабочих органов маслоизготовителя приводит к турбулентному движению потока сливок в нем, интенсифицирует процессы агрегации (слипания) жировых шариков и образования масляного зерна.

Маслоизготовители периодического действия условно можно разделить на три типа.

К первому типу относятся маслоизготовители с рабочим органом, выполненном в виде вращающейся емкости цилиндрической, конической, грушевидной, кубической или любой другой формы. Внутри емкости какие-либо перемешивающие приспособления отсутствуют.

Ко второму типу относятся маслоизготовители с вращающейся емкостью и неподвижно закрепленными в ней спиралями, лопастями, струнами и т.д. Эти маслоизготовители используют наиболее часто.

К третьему типу можно отнести маслоизготовители с неподвижной емкостью и вращающимися в ней рабочими органами. Маслоизготовители последнего типа чаще применяют в качестве маслобоек небольшой производительности.

Устройство и принцип работы выпускаемых промышленностью без- вальцовых маслоизготовителей периодического действия практически одинаковы и различаются лишь некоторыми деталями.

Маслоизготовителъ РЗ-ОБЭ состоит из следующих основных узлов (рис. 5.3): емкости, станины с коробкой передач и органами управления, опорной стойки, ограждения, орошающего устройства, тележки и шкафа управления.

Рис. 5.3. Маслоизготовитель периодического действия РЗ-ОБЭ:

• 1 — опорная стойка; 2 — емкость; 3 — орошающее устройство (душ);
• 4 — ограждение; 5 — станина с коробкой передач; 6 — тележка

Емкость представляет собой два конуса из листовой нержавеющей стали, сваренные по основанию. На вершине одного из конусов смонтирован люк для выгрузки масла. Емкость снабжена смотровым окном и двумя кранами для спуска воздуха и пахты. С одной стороны она соединена с опорной стойкой, а с другой — с выходным валом привода. Внутри емкости имеются наклонно сваренные лопасти для сбивания сливок и обработки масляного зерна. Внутренняя поверхность масло- изготовителя специально обработана во избежание прилипания масла.

Емкость вращается от двухскоростного электродвигателя посредством клиноременной коробки передач. Привод обеспечивает вращение емкости и ее остановку в нужном положении при помощи тормозного устройства, смонтированного внутри коробки передач, и фрикционной муфты сцепления, расположенной на входном валу коробки. Скорости переключаются рукояткой, выведенной на переднюю сторону коробки передач, и пусковыми кнопками управления двухскоростным электродвигателем.

Тормозное устройство состоит из барабана с натянутой стальной лентой и рукоятки, выведенной на переднюю сторону коробки передач, поворот которой в нижнее положение выключает тормоз и одновременно включает фрикционную муфту, через нее крутящий момент передается от электродвигателя коробке передач и емкости. Верхнее положение рукоятки обеспечивает выключение муфты с одновременным включением тормоза. Электродвигатель установлен в станине на поворотной плите, позволяющей регулировать натяжение ремней.

Маслоизготовитель имеет ограждение из изогнутой трубы с рычагами для противовесов. Оно прикреплено к кронштейнам, установленным на корпусе коробки передач, и к крышке опорной стойки. Благодаря шарнирам ограждение может поворачиваться вокруг горизонтальной оси. Ограждение сблокировано с концевым выключателем и в поднятом положении не позволяет запустить электродвигатель.

Орошающее устройство представляет собой перфорированную трубу, расположенную над емкостью между опорной стойкой и крышкой коробки передач. На входе устройства имеется вентиль, при помощи которого регулируют подачу горячей и холодной воды. При необходимости емкость орошают холодной или горячей водой для поддержания заданной температуры сбиваемых сливок.

Сливки, предназначенные для сбивания, заливают в маслоизготовитель примерно на половину его вместимости, закрывают люк и опускают дугу ограждения в нижнее положение. При помощи реле времени устанавливают продолжительность сбивания сливок и на пульте управления включают пакетный выключатель. Затем включают электродвигатель привода на требуемую скорость, выключают тормоз и одновременно включают фрикционную муфту, т.е. запускают маслоизготовитель в работу.

Периодически аппарат останавливают и через кран в верхнем положении спускают воздух.

По истечении установленного времени реле времени отключает электродвигатель и включает звуковой сигнал. Из емкости выпускают пахту, обрабатывают масляное зерно, а готовое масло выгружают в тележку. Вместимость маслоизготовителя РЗ-ОБЭ 2 м³, частота вращения емкости 0,4 и 0,6 с^-1, мощность электродвигателя 6 кВт.

Маслоизготовитель периодического действия ММ-1000 отличается от описанного выше цилиндрической формой и вместимостью емкости (1,1 м³), а также наличием в ней кроме лопастей осевой струны. Последняя служит для разделения падающего масла на две части, вследствие чего уменьшается интенсивность его удара о стенки емкости. Частота вращения емкости 0,48 с^-1.

Маслоизготовители непрерывного действия эффективны при использовании в составе поточных технологических линий.

Маслоизготовитель А1-ОЛО/1 входит в состав линии для производства масла методом непрерывного сбивания А1-ОЛО или установки для производства масла А1-ОМИ. Он состоит из собственно маслоизготовителя, в котором происходят непрерывное сбивание сливок, отделение и обработка масляного зерна и удаление пахты; уравнительного бака с поплавковым регулятором уровня, соединенного с винтовым насосом-дозатором для подачи сливок в масл©изготовитель; бака с насосом для сбора и транспортирования пахты; аппарата для дозирования воды (пахты) в масло при его нормализации по содержанию влаги; вакуум- насоса для удаления воздуха из масла, центробежного насоса для подачи ледяной воды; ленточного транспортера или V-образной трубопроводной насадки для масла; тележки, щита управления и трубопроводов.

Собственно маслоизготовитель (рис. 5.4) состоит из станины, привода сбивателя, сбивателя, привода текстуратора, шнекового тексту- ратора и пульта управления. Внутри сварной станины, выполненной из швеллеров и снаружи обшитой листами из нержавеющей стали, размещены приводы сбивателя и текстуратора.

Рис. 5.4. Маслоизготовитель А1-ОЛО/1:

• 1 — тахогенератор; 2 — вентилятор; 3 — сбиватель; 4 — рубашка охлаждения;
• 5 — мешалка с лопастными билами; 6 — переходная насадка; 7 — устройство для промывки масляного зерна; 8 — подъемный переходник; 9 — вакуум-камера;
• 10 — ножи; 11 — насадка; 12, 13 — решетки; 14 — текстуратор; 15 — шнеки;
• 16 — рубашка охлаждения; 17 — устройство промывки фильтра-сита;
• 18 — раздаточная коробка; 19 — редуктор; 20 — электродвигатель текстуратора;
• 21 — вариатор текстуратора; 22 — вариатор сбивателя; 23 — электродвигатель

сбивателя

Сбиватель приводится от электродвигателя через вариатор с широким клиновым ремнем. Вариатор позволяет плавно изменять частоту вращения сбивателя с помощью маховичка, выведенного на лицевую сторону станины. Сбиватель — один из основных рабочих органов мас- лоизготовителя — состоит из корпуса, цилиндра и мешалки. Литой корпус крепится к станине болтами. В нем установлен съемный цилиндр с наружной рубашкой охлаждения и патрубком для подачи сливок тангенциально поверхности цилиндра. Внутри корпуса цилиндра проходит вал, на котором крепится мешалка с четырьмя регулируемыми билами. Вал вращается в подшипниках, в корпусах которых проходят патрубки для входа и выхода охлаждающей воды.

Текстуратор состоит из трех последовательно расположенных камер, внутри которых в противоположных направлениях вращаются два шнека.

пз

Привод его осуществляется от электродвигателя через вариатор, клиноременную передачу, цилиндрический редуктор и раздаточную коробку.

Подготовленные к сбиванию сливки через уравнительный бак насосом-дозатором подаются в сбиватель маслоизготовителя. Попадая вначале тангенциально на распределительный вращающийся конус лопастной мешалки, сливки приобретают некоторое ускорение и на рабочий орган мешалки поступают со скоростью, примерно равной частоте его вращения. Это интенсифицирует процесс образования масляного зерна без резкого механического воздействия на сливки и дробления их жировых шариков. Далее образовавшееся масляное зерно с пахтой поступает в бункер первой камеры шнекового текстуратора, где промывается и механически обрабатывается шнеками. При этом сливки, а затем и масляное зерно охлаждаются, так как специальный центробежный насос высокого давления подает ледяную воду по трубопроводам в водяную рубашку текстуратора, наружный цилиндр сбивателя и корпус вала сбивателя. Каждый из перечисленных трубопроводов снабжен запорным соленоидным вентилем, что в зависимости от условий работы маслоизготовителя позволяет отключать воду от того или иного узла. Охлаждающая жидкость является оборотной и после использования поступает на повторное охлаждение.

Пахта вместе с промывочной водой удаляется из камеры через сифон в бак и далее насосом подается на сепарирование для дальнейшего использования. Во второй камере происходит окончательная промывка масла и его дальнейшая обработка. В третьей вакуум-насосом создается разрежение для удаления из пласта масла воздуха.

Для окончательной механической обработки масло продавливается через решетки, находящиеся на выходе второй и третьей камер. Между решетками установлены ножи, которые дополнительно воздействуют на масло и улучшают его структуру. Готовый пласт масла выходит из маслоизготовителя через насадку, поступает на конвейер или тележку и далее на упаковку.

Для регулирования содержания влаги в масле маслоизготовитель снабжен специальным аппаратом для дозирования пахты или воды, подсоединенным двумя гибкими шлангами к инъекционному блоку, который расположен после третьей камеры шнекового текстуратора. Производительность маслоизготовителя 800...1000 кг/ч, мощность привода 31 кВт.

Маслообразователъ барабанного типа (рис. 5.5) состоит из трех цилиндров одинаковой конструкции, установленных на станине один над другим и соединенных планками. В состав цилиндра входят две обечайки, вытеснительный барабан, передняя и задняя крышки с редуктором и электродвигателем. Обечайки цилиндра образуют теплообменную рубашку с размещенной в ней направляющей спиралью, по которой под давлением движется рассол или ледяная вода, охлаждая внутренний цилиндр и находящиеся в нем сливки.

Рис. 5.5. Маслообразователь барабанного типа:

• 1 — кронштейн; 2 — кран спускной; 3 — втулка направляющая; 4 — кран воздушный; 5 — передняя крышка; 6 — кольцо уплотнительное; 7 — фланец цилиндра передний; 8 — вытеснительный барабан; 9 — обшивка цилиндра; 10 — обечайка цилиндра наружная; 11 — спираль; 12 — обечайка цилиндра внутренняя; 13 — задний фланец цилиндра; 14 — уплотнительное кольцо;
• 15 — задняя крышка; 16 — редуктор; 17 — электродвигатель; 18 — нож; 19 — станина

Во внутреннюю полость вытеснительного барабана, сваренного из листовой нержавеющей стали, вварены ребра жесткости. На его внешней стороне закреплены два ножа с пластинками из пластмассы (полиамид 68). Ножи свободно поворачиваются в отверстиях стенок, выступающих над плоскостями вытеснительного барабана. При вращении последнего ножи отбрасываются и прижимаются лезвием к внутренней поверхности цилиндра, снимают охлажденный слой сливок и перемешивают его с остальной массой продукта. Полученная смесь уходит в щель между ножом и плоскостью вытеснительного барабана.

В верхней части крышек цилиндров установлены краны для удаления из аппарата воздуха в момент его пуска. Готовый продукт выпускается из маслообразователя через кран, расположенный в нижней части крышки верхнего цилиндра.

Высокожирные сливки температурой 60...70°С подаются в нижний цилиндр маслообразователя и, продвигаясь последовательно через три цилиндра, превращаются в результате теплового и механического воздействия в масло, которое при 12...16°С выводится через спускной кран. Описанный маслообразователь выпускается под маркой Т1-ОМ-2Т. Его производительность 500...600 кг/ч, мощность привода 6,6 кВт.

Несколько лучшие показатели имеет маслообразователь Я7-ОМ-ЗТ, в котором усовершенствована система механической обработки сливок. Для этого продукт дополнительно обрабатывается двумя дисками с перфорированными лопастями, расположенными на выходе из цилиндров.

В основе дальнейшей модернизации маслообразователей лежит идея разделить процесс маслообразования на две стадии: охлаждение высокожирных сливок и механическая обработка промежуточного продукта, осуществляемые в двух различных аппаратах — маслоохладителе и обработнике.

В маслообразователе Т1-ОМ-2Т усовершенствованной конструкции изменено устройство вытеснительного барабана, вследствие чего охлаждение происходит в тонком слое — продуктовый зазор между охлаждающей поверхностью и барабаном уменьшен с 30 до 5...7 мм. Для лучшего прилегания к образующей цилиндра и полного снятия с его стенок охлажденного продукта ножи выполнены из трех частей вместо одной.

Обработник в модернизированном маслообразователе сделан в виде цилиндра, в котором размещена мешалка, представляющая собой рамку, с внутренней стороны которой в шахматном порядке приварены лопасти под углом 60°.

Привод мешалки включает в себя электродвигатель и коробку скоростей, что позволяет обрабатывать продукт с различной интенсивностью — с частотой вращения мешалки 3; 4 или 5,5 с^-1.

В некоторых маслообразователях тепловая и механическая обработка промежуточного продукта осуществляются до его поступления в цилиндры аппарата. Так, в четырехцилиндровом маслообразователе

П6

Я5-0МГ высокожирные сливки обрабатываются после предварительного охлаждения до 12...20°С в пластинчатом охладителе и прохождения специального аппарата — дестабилизатора, в котором на них воздействует специальный рабочий орган, вращающийся с частотой 25 с^-1. Подготовленный таким образом продукт в маслообразователе подвергается окончательной термомеханической обработке.

В пластинчатых маслообразователях тенденция дифференцирования процесса маслообразования на операции охлаждения и механической обработки получила дальнейшее развитие. В качестве примера можно привести пластинчатый маслообразователь РЗ-ОУА1, входящий в комплект автоматизированной линии производства сливочного масла П8-ОЛФ.

Маслообразователь РЗ-ОУА1 (рис. 5.6) состоит из станины, которая служит основой для крепления всех составных частей маслообра- зователя, охладителя, маслообработника и электропривода.

Рис. 5.6. Маслообразователь РЗ-ОУА1:

• 1 — винт; 2, 4, 6, 21 — шкивы; 3 — ремень; 5 — ролик натяжной;
• 7, 24 — трубопроводы; 8 — опора; 9 — шарнир; 10 — плита;
• 11, 13, 25 — облицовка; 12 — редуктор; 14 — тройник; 15 — кран для спуска воздуха; 16 — маслообработник; 17 — охладитель; 18 — кран трехходовой;
• 19 — вал маслообработника; 20 — станина; 22 — плита нажимная; 23 — вал редуктора; 26 — электродвигатель; 27 — доска крепежная

Охладитель представляет собой сжатый пакет пластин в комплекте с ножами, надетыми на приводной вал редуктора. Уплотнение пластин между собой осуществляется резиновыми прокладками, сжатие пластин в пакет — при помощи нажимной плиты и специальных гаек. По каналам, образованным распорными втулками продуктовых пластин, хладоноситель поступает во внутреннюю полость охлаждающих пластин, омывает их торцевые стенки изнутри и через такие же каналы выводится наружу. Хладоноситель движется параллельным потоком по группам пластин.

Движение охлаждаемых сливок обеспечивается иным способом. В первой части охладителя сливки поступают в полость, образуемую продуктовой пластиной, через центральное отверстие охлаждающей пластины, откуда по щели, образуемой охлаждающей пластиной и вращающимся диском, — к периферии диска. Продукт огибает диск и движется в зазоре между ним и стенкой следующей охлаждающей пластины — от периферии диска к центру, после чего направляется в следующую секцию через центральное отверстие охлаждающей пластины.

Во второй части охладителя, в зоне температур, где вязкость продукта существенно повышается, для уменьшения гидравлического сопротивления пластинчатого аппарата движение продукта между каждой парой охлаждающих пластин осуществляется в одном направлении — либо от центра к периферии, либо наоборот. Для этого в охлаждающих пластинах выполнены сквозные отверстия для прохода продукта, которые расположены по окружности в зоне, прилегающей к продуктовой пластине. Зазоры по центральной части между этими пластинами и вращающимся валом уплотнены при помощи специальных втулок, которые прижимаются к пластине за счет создаваемого давления. В данной части охладителя вместо дисков на валу установлены лопастные турбулизаторы (крестовины) со скребковыми ножами. Ножи, непрерывно вращаясь, перемешивают продукт и счищают его с торцевых поверхностей охлаждающих пластин, чем интенсифицируют процесс теплообмена.

Маслообработник (рис. 5.7) представляет собой цилиндр с отражателем и трехлопастной мешалкой. Отражатель имеет неподвижные лопатки и текстурационную решетку, расположенную между фланцем цилиндра и конусной частью маслообработника. Мешалка закреплена на валу, установленном в стакане на двух подшипниках качения. Снаружи к стакану приварены отражательные лопатки. В верхней части маслообработника установлен кран для спуска воздуха, в нижней — кран для спуска жидкости после мойки маслообразователя.

Электродвигатель маслообразователя через клиноременную передачу и редуктор приводит во вращение вал охладителя. Привод вала маслообработника осуществляется двухступенчатой клиноременной передачей от того же электродвигателя. Ведомый шкив первой ступени клиноременной передачи является сменным. При замене его другим шкивом, входящим в комплект маслообразователя, меняется частота вращения валов охладителя и маслообработника. На конце приводного вала редуктора имеется паз для рукоятки, при помощи которой рабочие органы маслообразователя проворачивают вручную.

В вакуум-маслообразователях преобразование высокожирных сливок в масло осуществляется по тому же принципу, что и в других мас- лообразавателях. Однако в отличие от вышеописанного оборудования сливки в этих установках охлаждаются другим способом.

Рис. 5.7. Маслообработник маслообразователя РЗ-ОУА1:

• 1 — конус; 2 — текстурационная решетка; 3 — цилиндр; 4 — мешалка;
• 5 — отражатель; 6, 8 — лопатки отражателя; 7,9 — подшипники качения;
• 10, 11 — полумуфты; 12 — крышка; 13 — вал: 14 — стакан; 15, 16 — уплотнения;
• 17 — пружина; 18 — втулка; 19 — гайка; 20 — патрубок для пробно-спускного крана; 21 — кольцо уплотнительное; 22 — цапфа; 23 — патрубок выхода готового

продукта

Вакуум-маслообразователъ состоит из вакуум-камеры, шнекового текстуратора, пароструйного вакуумного насоса, ловушки, площадки для обслуживания и щита управления.

Работает маслообразователь следующим образом. Подогретые до 75...85°С высокожирные сливки многосопловым распыляющим устройством подаются в вакуум-камеру. Превращаясь в мельчайшие капли, в условиях достаточно сильного разрежения они мгновенно охлаждаются до 6...8°С. При этом испаряется до 6...8% влаги, молочный жир кристаллизуется и дестабилизируется, а дальнейшая его механическая обработка на шнековом текстураторе позволяет получить готовый пласт масла.

Пароструйный вакуумный насос служит для конденсации вторичных паров, образующихся в вакуум-камере, и удаления из системы воздуха. Насос поддерживает в вакуум-камере остаточное давление 0,8...1,5 кПа.

Ловушка предназначена для улавливания частиц продукта, уносимых из вакуум-камеры вместе со вторичным паром. Основное преимущество вакуум-маслообразователя по сравнению с другим оборудованием для получения масла — возможность устранения в нем некоторых пороков сливок в процессе получения готового продукта.

При получении масла с помощью любых других маслоизготовителей или маслообразователей для удаления посторонних привкусов и запахов сливок их обрабатывают на специальных аппаратах — вакуум-дезодораторах.

При поточном производстве сливочного масла оборудование для подготовки сливок и получения масла объединено в поточную технологическую линию и согласовано между собой по производительности (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Оборудование поточных технологических линий производства сливочного масла

Автор: Курочкин Анатолий