Пластинчатый маслообразователь конструкции Ал.А. и АА.Виноградовых позволяет интенсифицировать термомеханическую обработку и фазовые изменения дисперсии высокожирных сливок, что способствует улучшению консистенции масла. В Вологодской области маслозаводы оснащены пластинчатыми маслообразователями.
В этих маслообразователях высокожирные сливки поступают в зазор между пластинами, которые охлаждаются рассолом. На пластинах закреплены вращающиеся ножи, которые снимают с пластин отвердевший слой сливок и интенсивно их перемешивают.
Для интенсификации процесса обращения фаз пластинчатый маслообразователь имеет специальную камеру для кристаллизации молочного жира. Внутри нее вместо цилиндрической установлена лопастная мешалка, что позволило значительно уменьшить габариты камеры (рис. 50).
Рис. 50.
Пластинчатый маслообразователь РЗ-ОУА-1000:
1, 22 - подшипники; 2 - приводной вал; 3 -
выходной патрубок; 4 - крыльчатка; 5 -
дисковые решетки; 6 - конусная насадка; 7, 11 -
резиновые прокладки; 8 - мешалка; 9 -
отражатель; 10 - цилиндр; 12 - нажимная плита; 13
- резиновое кольцо; 14 - резиновая шайба; 15 -
диски-турбуляторы; 16,19 - патрубки для
хладагента; 17 - продуктовая пластина; 18 -
охлаждающая пластина; 20 - центральное
отверстие; 21 - опорная плита; 23, 24 - опорные
шайбы
В Украинском научно-исследовательском институте мясной и молочной промышленности разработана высокопроизводительная установка РЗ-ОУА-1000, в которой процесс обработки высокожирных сливок разделен на две стадии. Сначала высокожирные сливки насосом-дозатором подаются в пластинчатый тонкослойный теплообменник скребкового типа. Здесь при непрерывном перемешивании сливки быстро (на несколько десятков градусов в минуту) охлаждаются до 13-15 С. Затем продукт поступает в маслообработник. В зависимости от химического состава жира обработка длится от 40 до 120 с. Готовый продукт, выходящий из аппарата, фасуют.
Регулирование режимов термомеханической обработки продукта в маслообразователе ведут по удельной затрате мощности: в весенне-летний период она должна составлять 60-70 Вт/кг. Обращение фаз протекает интенсивно при 13-15 °С, так как эта температура соответствует отвердеванию высоко- и среднеплавких групп глицеридов. Для получения масла хорошей консистенции на механическую обработку продукта следует затратить 2000-3000 Дж/кг при удельной затрате мощности 20-60 Вт/кг. С повышением удельной затраты мощности на механическую обработку уменьшается продолжительность механической обработки структурообразования. Температура масла на выходе из аппарата в зависимости от времени года изменяется от 16,5 до 18°С.
В весенне-летнее время года для улучшения консистенции масла уменьшают удельные затраты энергии, не снижая производительности аппарата, а в осенне-зимнее увеличивают температуру масла на выходе из аппарата. Изменение удельных затрат проводят путем регулирования частоты вращения вала охладителя. В качестве хладагента используют рассол с температурой от -2 до -10 °С. Допустимое рабочее давление продукта в маслообразователе составляет 0,4 МПа, температура сливок на входе в аппарат 70 °С.
Созданы новые модели пластинчатых маслообразователей производительностью 1000 и 2000 кг/ч, в которых достигается высокая интенсивность теплообмена. С их использованием можно вырабатывать на установке различные виды масла. Низкожирные виды масла (40-60 % жира) можно вырабатывать на установке, куда входят: охладитель сливок, дестабилизатор жировой эмульсии и маслообразователь. Температура охлаждения сливок для масла с массовой долей жира 62 % - 16 °С, 50 % - 12 °С. Температура обращения фаз для масла 50 %-й жирности - от 12 до 15 °С, 60 % - от 16 до 20 °С. При этом затраты энергии составляют 6-7 кВт на 1 т масла.
Установка Я5-ОМЛ включает насос-дозатор для подачи продукта, охладитель сливок, дестабилизатор жировой эмульсии, маслообразователь и систему автоматического регулирования режима работы. Нормализованные сливки 75-50 %-й жирности насосом-дозатором подаются в пластинчатый теплообменник для охлаждения ледяной водой до температуры 12-20 °С в зависимости от вида масла. Далее охлажденные сливки поступают в дестабилизатор для обращения фаз, затем в маслообразователь для интенсивной механической обработки. В зоне обработки продукт находится 250 с, в это время формируются структурно-механические свойства масла.
Таким образом, установка Я5-ОМЛ является в значительной степени прототипом трехцилиндрового маслообразователя. Весь процесс также разделен на три ступени, выполняемые или в трех цилиндрах, или в трех аппаратах. Только конструкция этих трех аппаратов изменена так, чтобы интенсифицировать процесс охлаждения, дестабилизации дисперсии высокожирных сливок и структурирования масла.
Суть физико-химических процессов преобразования высокожирных сливок в масло остается той же, что описана нами выше для трехцилиндрового маслообразователя. Процессы охлаждения и дестабилизации дисперсии высокожирных сливок в установке Я5-ОМЛ также проходят одновременно, и деление ее на охлаждение, дестабилизацию и маслообразование условное. Но осуществление этих процессов аппаратурно лучше обеспечено и более интенсивно в Я5-ОМЛ. Весь процесс более регулируем, а следовательно, и в большей мере обеспечивает получение консистенции масла, близкой к получаемой методом сбивания сливок.
В настоящее время предложена установка Я5-ОМС нового поколения [34] (схема дана на рис. 51).
Рис. 51.
Технологическая схема производства масла
из высокожирных сливок на установке типа Я5-ОМС:
1 - нормализационная ванна; 2 - насос-дозатор;
3 - маслообразователь; 3.1 - пластинчатый
охладитель; 3.2 - дестабилизатор; 3.3 -
пластинчатый структурообразователь; 4 -
машина для фасовки твердого масла в ящики; 5
- устройство для фасовки масла в ящики
наливом; 6 - расфасовочно-упаковочный
автомат для фасовки масла в пачки (пергамент,
фольгу) или в жесткую тару (стаканчики,
коробочки)
Особенность технологии получения масла на этой установке - регулируемая термомеханическая обработка продукта на различных стадиях маслообразования.
Высокожирные сливки при температуре 50-70 °С подаются в пластинчатый скребковый охладитель, где охлаждаются до 10-17 °С. При этом жировая фаза дисперсии переходит в переохлажденное состояние, высокоплавкие глицериды кристаллизуются, ослабляется связь глицеридного ядра с оболочкой жирового шарика. В связи с этим часть оболочечного вещества переходит в плазму, и оболочка становится тоньше.
С повышением концентрации жира в сливках снижается их стабильность и дестабилизация дисперсии происходит при меньшем содержании кристаллической фазы жира, следовательно, при более высокой температуре, поэтому температура охлаждения сливок избирается с учетом вида вырабатываемого масла: для бутербродного 10-12 °С, сладкосливочного (вологодского) 15-17 °С, крестьянского 12-14 °С. Температура уточняется в зависимости от химического состава жира. Дисперсия высокожирных сливок переходит в метастабильное состояние.
Далее охлажденные сливки поступают в дестабилизатор, где при высокой эффективности механического перемешивания (при удельной мощности до 3,5 кВт/кг) за 2-3 с происходит полное обращение фаз, то есть превращение сливок в масло, с достижением хорошего диспергирования плазмы.
Затем обработкой с доохлаждением в структурообразовате-ле, изменением температуры охлаждения и интенсивности механического воздействия регулируются структурно-механические свойства масла. Из аппарата выходит продукт жидкой или твердой консистенции. В зависимости от вида масла и консистенции продукт в структурообразователе охлаждается до 9-16 °С. Продукт твердой консистенции фасуют на автомате М6-ОРТ в ящики, а в брикеты - на автоматах типа АРМ.
Регулирование режима охлаждения проекта проводится с помощью электронного регулятора в системе автоматизации. Частота вращения рабочих органов структурообразователя при выработке масла разной консистенции и массовой доли, влаги изменяется путем замены компактных шнеков клиноременной передачи.