Сепарирование молока и получение сливок (часть 1)

7-04-2012, 03:39

Сепарирование молока и получение сливок — основные технологические операции в производстве сливочного масла. Осуществляется оно с помощью специальных машин — сепараторов-сливкоотделителей.
Сущность сепарирования заключается в разделении молока под действием центробежной силы на сливки (жировая фаза молока) и обезжиренное молоко (плазма молока). Процесс выделения жировой фазы из молока в сепараторах-сливкоотделителях основывается на разности плотностей его жировых шариков (930 кг/м3) и плазмы (1036 кг/м3) и может быть описан формулой Стокса
Сепарирование молока и получение сливок (часть 1)

где V — скорость выделения жировых шариков, см/с; п — 3,14 (постоянная); R — средний радиус рабочей части тарелки сепаратора, см; r — радиус жирового шарика, см; n — частота вращения барабана сепаратора, с-1; ρ—ρ1— плотность соответственно плазмы и молочного жира, кг/м3; μ — коэффициент динамической вязкости, Па*с.
Из формулы следует, что скорость выделения жировых шариков находится в прямой зависимости от частоты вращения барабана и радиуса тарелки сепаратора, размера жировых шариков, разности показателей, плотности жира и плазмы и обратно пропорциональна вязкости молока. В свою очередь, вязкость молока зависит от температуры; чем выше температура (в рациональном диапазоне), тем лучше условия сепарирования и степень обезжиривания, поскольку снижается вязкость молока.
Оптимальная температура сепарирования 35—45 °С, она соответствует температуре подогрева молока в секции регенерации пластинчатых пастеризационно-охладительных установок. Вязкость молока при этом снижается, разность (ρ—ρ1) возрастает, поскольку плотность жира при нагревании понижается быстрее, чем плотность плазмы, и несколько увеличиваются размеры жировых шариков. Предельный размер мелких жировых шариков должен составлять приблизительно 0,8—1 мкм. Плотность более мелких жировых шариков за счет белково-лецитиновой оболочки приближается к плотности плазмы, вследствие чего выделить их при обычных скоростях движения барабана практически невозможно.
Разделение фаз молока (жир — плазма) в сепараторе происходит следующим образом. Цельное молоко из приемной (поплавковой) камеры сепаратора по центральной трубке поступает в барабан, откуда через каналы тарелкодержателя попадает в отверстия пакета тарелок и дальше движется вверх. По мере подъема вверх молоко тонкими слоями растекается в концентрических щелях между тарелками. В барабане сепаратора под действием центробежной силы жировые шарики, как более легкая фракция, оттесняются к центру (к оси вращения), а обезжиренное молоко (плазма молока), как более тяжелая фракция, устремляется к периферии.