| Шифр задачи | Личностные и профессиональные компетенции | Умения и навыки | Знания |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1-1) | Решение стандартных задач сепараторщика молока и молочного сырья самостоятельно непосредственным руководством | Решение стандартных задач сепараторщика молока и молочного сырья | Знание состава, основные свойства молока и другого молочного сырья, требования, предъявляемые к его качеству |
Продолжение табл. 5
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 2-1) | Ответственность за результаты и качество работы в рамках определенных задач сепараторщика молока и молочного сырья | Самостоятельно определять способы выполнения поставленной задачи сепараторщика молока и молочного сырья | Знание технологической последовательности обработки сырья, основные правила сборки и разборки обслуживаемого оборудования |
| 3-1) | Несет ответственность за собственное здоровье и безопасность, а также за защиту окружающей среды при выполнении им определенных задач сепараторщика молока и молочного сырья | Понимание и применение действующих нормативных документов, касающиеся деятельности сепараторщика молока и молочного сырья Понимание исполнительской деятельности, включающей планирование рабочего процесса | Знание и выполнение требований нормативных актов об охране труда и окружающей среды, соблюдение норм, методов и приемов безопасного выполнения работы Знания основных принципов использования, техобслуживания, перемещения, сохранности и складирования инструментов и оборудования, материалов, используемых в трудовой деятельности |
Первый центробежный сепаратор появился в 1878 году, это устройство оказалось очень удобным и эффективным, поэтому в короткие сроки получило самое широкое распространение. В наше время молочные сепараторы центробежного типа активно применяются и в пищевой промышленности, и в домашнем хозяйстве. Важную роль в этом сыграли несложное устройство, разумная стоимость и крайне простая эксплуатация сепараторов, особенно бытовых. Поэтому сегодня практически каждый фермер, содержащий даже одну корову, может без проблем получать из молока сливки, производить масло и многие другие продукты.
Типы сепараторов. На сегодняшний день существует несколько типов сепараторов, которые отличаются по назначению, области применения, конструкции и характеристикам.
Все сепараторы можно разделить на две большие категории по области применения:
• Промышленные сепараторы;
• Бытовые сепараторы.
Промышленные сепараторы, как нетрудно понять, используются в пищевой промышленности, они позволяют производить различную переработку молока в больших объемах (десятки тонн в сутки), это сложные аппараты, занимающие целые цеха. Бытовые сепараторы находят самое широкое применение среди частных фермеров, это простые по конструкции и эксплуатации аппараты, которые позволяют без лишних затрат времени и сил перерабатывать относительно небольшие объемы молока.
По своему назначению и области применения сепараторы делятся на довольно большое количество типов:
• Сливкоотделители для разделения цельного молока на сливки и обезжиренное молоко;
• Нормализаторы для производства молока с необходимой жирностью;
• Очистители для удаления из молока пыли, посторонних примесей и различных загрязнений без разделения молока на составляющие его продукты;
• Универсальные сепараторы, обеспечивающие отделение сливок, удаление загрязнений и выполнение других операций;
• Творожные сепараторы для разделения творожного сгустка на творог и сыворотку;
• Кларификаторы для осветления и гомогенизации молока;
• Сепараторы для осветления сыворотки;
• Сепараторы для обезжиривания сыворотки.
В пищевой и молочной промышленности находят применение все эти и некоторые другие (специализированные) типы сепараторов, в быту же используются только обычные сепараторы для получения сливок и сепараторы с функцией удаления из молока всех посторонних примесей (то есть, универсальные). Хотя де-факто, все бытовые сепараторы сегодня являются универсальными, так как они дают возможность получать сливки различной жирности и одновременно очищают молоко.
По конструкции сепараторы делятся на три типа:
• Открытые сепараторы в этих аппаратах молоко на входе и полученные продукты на выходе контактируют с воздухом. Такие сепараторы наиболее просты по конструкции, они могут быть автономными и переносными, однако в них есть один недостаток из-за контакта с воздухом молоко вспенивается, что ухудшает работу сепаратора;
• Полузакрытые сепараторы в аппаратах этого типа молоко подается открытым способом (контактирует с воздухом), а получаемые продукты сепарирования по герметичным трубопроводам поступают в закрытые емкости. Преимуществом сепараторов такого типа является чистота продуктов сепарации;
• Закрытые сепараторы наиболее сложные сепараторы, в которых подача цельного молока и отвод продуктов сепарирования осуществляется без доступа внешнего воздуха по герметичным трубопроводам. Такие сепараторы не являются самостоятельным оборудованием, а обязательно входят в состав линий по переработке молока и производству молочных продуктов.
Все бытовые сепараторы имеют открытую конструкцию, а полузакрытые и закрытые сепараторы применяются только на молокозаводах и иных предприятиях пищевой промышленности.
Если говорить о бытовых сепараторах, то они делятся на две категории по типу привода;
• С ручным приводом;
• С электрическим приводом.
Наиболее современные, удобные и производительные сепараторы, оборудованные электрическим приводом. Однако даже в наше время не теряют актуальности сепараторы с ручным приводом, так как они обладают большей автономностью, совершенно не зависят от наличия или стабильности электроснабжения, а главное имеют очень доступную стоимость. Хотя ручные сепараторы требуют определенных затрат сил и утомляют оператора, но иногда это единственная возможность переработать молоко.
Устройство и принцип действия типичного бытового сепаратора. В основу работы сепаратора положен процесс разделения молока с помощью центробежных сил. Сепарирование молока возможно благодаря тому, что этот продукт является не гомогенной жидкостью, а дисперсной смесью ряда компонентов, имеющих тонкодисперсное состояние. Проще говоря, вещества, составляющие молоко, собираются в микроскопические шарики, которые более или менее свободно плавают в растворе.
В первую очередь, дисперсное состояние имеет входящий в состав молока жир (который составляет основу сливок), поэтому шарики жира наиболее просто отделить от молока. Это возможно благодаря тому, что жир и обезжиренное молоко имеют различную плотность благодаря этому, в частности, происходит накопление сливок в верхней части банки с молоком, так как шарики жира легче молока и с течением времени просто-напросто всплывают.
Однако процесс разделения молока на сливки и обезжиренное молоко будет идти быстрее, если молоко вращать с большой частотой в специальной емкости. Под воздействием центробежных сил обезжиренное молоко, имеющее высокую плотность, будет концентрироваться у стенок вращающегося сосуда, а более легкие шарики жира будут стремиться к оси вращающегося сосуда. Спустя какое-то время молоко в этой емкости разделится на два заметных слоя разной толщины, более широкий слой белесоватой жидкости это обезжиренное молоко, тонкий слой белой густой массы сливки.
Собственно, в этом и заключается принцип работы молочного сепаратора, однако в нем разделение молока на сливки и обезжиренное молоко осуществляется не простой емкостью, а с помощью вращающегося с высокой скоростью (от 10 до 13 и более тысяч оборотов в минуту) барабана. Также в сепараторе реализован отвод сливок и обезжиренного молока, исключающий смешивание этих продуктов.
Основу барабана составляет пакет конусообразных разделительных тарелок, имеющих перфорацию и расположенные по окружности шипы небольшой длины. Тарелки укладываются друг на друга, образуя пакет, шипы не дают им слипнуться и образуют межтарелочное пространство, в котором как раз и происходит разделение молока. Перфорация в тарелках выполнена таким образом, что при сборе их в пакет образуется шесть вертикальных каналов. Пакет разделительных тарелок надевается на стакан, который установлен на основании, и сверху вся эта конструкция через уплотнительные прокладки закрывается крышкой.
В верхней тарелке (которая называется распределительной) и в крышке предусмотрены отверстия для отвода сливок и обезжиренного молока, в верхней тарелке также встроен винт регулировки жирности сливок. Здесь же находится грязевая полость сферической формы, в которой накапливаются посторонние примеси, присутствующие в молоке, казеин и т.д.
Барабан располагается в верхней части корпуса (станины) сепаратора, он устанавливается на шпиндель редуктора, с помощью которого приводится во вращение с необходимой скоростью. На барабан надевается несложная конструкция, в которой объединены приемники сливок и обезжиренного молока в них из барабана поступают продукты сепарирования. Из приемников выходят отводные рожки, через которые продукты сепарирования стекают в подставленные емкости.
Сепаратор закрывается крышкой, в верхней части которой находится поплавковая камера, которая обеспечивает дозированную подачу молока в барабан. На крышку устанавливается молочная чаша большой емкости в нее наливается молоко, которое через отверстие в нижней части поступает поплавковую камеру и в барабан.
В нижней части корпуса сепаратора находится электродвигатель с муфтой и редуктором или ручной привод шестереночного типа. В случае электрического сепаратора на его корпус выведена кнопка включения, а иногда и другие органы управления. В ручных сепараторах на боковой части корпуса предусмотрена съемная ручка.
Бытовой сепаратор имеет разборную конструкцию, что необходимо для очистки и промывки всех деталей после сепарирования молока.
Принцип работы бытового сепаратора. Работает сепаратор просто. Молоко из чаши через поплавковую камеру поступает в верхнюю часть барабана, где через полость в стакане стекает вниз, под пакет тарелок. Под воздействием центробежных сил молоко поступает в вертикальные каналы пакета тарелок и распределяется в межтарельчатом пространстве. Здесь оно разделяется на две фракции сливки, которые движутся в сторону оси барабана, и обезжиренное молоко, которое собирается на периферии барабана. Потоки сливок и обезжиренного молока поднимаются в верхнюю часть барабана, и через отводные отверстия в верхней тарелке поступают в приемники сливок и обезжиренного молока, а через них в отводные рожки и в подставленные емкости.
Изменение жирности сливок достигается поворотом винта в верхней тарелке. При установке винта в то или иное положение производится плавное или ступенчатое изменение соотношения количество сливок и обезжиренного молока. В современных бытовых сепараторах это соотношение может изменяться от 1:4 до 1:10, иногда встречаются аппараты с максимальным отношением 1:12. Жирность сливок растет с увеличением отношения количества сливок и обезжиренного молока, однако на максимальную жирность продуктов сепарирования конечном итоге влияет жирность используемого молока.
Принцип, заложенный в регулировки жирности, очень прост. По оси винта проходит отверстие, через которое осуществляется отбор сливок из барабана и подача их в приемник сливок. При ввинчивании винта сливки отбираются из наиболее близкого к оси вращения барабана слоя, где они имеют максимальную жирность в этом случае выход сливок уменьшается, но их жирность растет. При вывинчивании винта отбор сливок производится из слоев, более удаленных от оси барабана, а значит, и менее жирных. В этом случае выход сливок растет, но их жирность падает.
Такой принцип работы заложен во всех сепараторах-сливкоотделителях.
Приемы работы с сепаратором. Главный принцип, которым следует руководствоваться при использовании сепаратора, очень прост нужно следовать тем рекомендациям, которые даны производителем аппарата в инструкции по эксплуатации. Однако есть несколько общих приемов работы с сепаратором, которые подходят для аппаратов всех типов.
Перед работой сепаратор нужно собрать, собрать барабан, установить его на шпиндель, поставить приемники сливок и обезжиренного молока, закрыть крышкой и установить молочную чашу. Затем нужно налить молоко, включить сепаратор, отрегулировать поток сливок и обезжиренного молока, и произвести сепарирование. При нормальной работе сепаратор должен издавать ровный звук, в нем не должны возникать вибрации, удары и т.д.
Важно отметить, что в электрический сепаратор нельзя наливать молоко сразу после включения обычно требуется от 4 до 10 минут на разгон барабана. Связано это с наличием муфты, которая предотвращает поломку редуктора и мотора при резком включении. Электродвигатель сразу после включения начинает вращаться со значительной скоростью, но благодаря муфте редуктор и барабан сначала вращаются довольно медленно, и только через несколько минут выходят на рабочий режим.
Чтобы достичь лучших результатов сепарирования, нужно использовать или парное молоко, только что полученное от коровы, или молоко, подогретое до температуры 35 — 45оC.
После переработки молока сепаратор разбирается, все его детали тщательно промываются, и обязательно очищается грязевая полость верхней тарелки. Затем все детали просушиваются и кладутся на хранение.
В целом, молочный сепаратор простое, надежное и эффективное устройство, которое помогает на дому организовать переработку молока и получать различные молочные продукты без значительных затрат времени, сил и средств.
Устройство и принцип работы сепаратора представлены на рис. 1. На корпусе (3) установлены: выключатель (16), шнур армированный. Электродвигатель (6) крепится к корпусу (3) на трех шпильках гайками (18). Для уменьшения резкого толчка в момент пуска двигателя и предотвращения схода барабана (2) с конусного хвостовика приводного вала во фланец электродвигателя вставлены амортизаторы - втулки (15).
Основной рабочий орган сепаратора - барабан, изображен на рис. 2. В барабане под действием центробежных сил происходит процесс разделения молока на сливки и обезжиренное молоко.
Приемо-выводное устройство, в дальнейшем «посуда», служит для подачи подогретого молока в барабан и вывода сливок и обезжиренного молока из барабана.
Рисунок 1 - Сепаратор центробежный молочный «МоторСіч 100»: 1 - молокоприемник, 2 - барабан, 3 - корпус, 4 - камера поплавковая, 5 -поплавок, 6 - электродвигатель, 9 - опора, 10 - пробка, 11 - приемник сливок, 12 - отражатель, 13 - втулка, 15 - втулка, 16 - выключатель, 18 - гайка, 21 -приемник обезжиренного молока
Меры безопасности:
1. Запрещается непрерывная работа сепаратора более одного часа без последующей остановки на 20...30 мин для охлаждения.
2. При появлении постороннего шума или повышенной вибрации в сепараторе, работу необходимо прекратить и устранить причину неисправности.
Рисунок 2 – Барабан: 1 - тарелкодержатель, 2 - крышка, 3 - тарелки типа «А» и «Б», 4 - тарелка разделительная, 5 - кольцо, 6 - гайка, 7 - винт
3. Допускается незначительное дребезжание посуды сепаратора при работе без молока в чаше молокоприемника, т.е. в конце сепарирования.
4. Запрещается работать на сепараторе при незатянутой гайке барабана (6), см. рис. 2.
5. Запрещается разбирать сепаратор до полной остановки барабана.
6. Запрещается работать на сепараторе с неисправной электропроводкой.
7. Перед чисткой сепаратора, его необходимо выключить выключателем и вынуть вилку шнура из розетки. Не допускается тянуть вилку из розетки за шнур.
8. Запрещается открывать пробку подачи молока раньше, чем барабан достигнет полной скорости вращения (через 30...40 с после включения).
9. Запрещается выключать электропривод сепаратора, если пробка крана открыта и молоко продолжает поступать во вращающийся барабан.
10. Запрещается эксплуатация сепаратора при падении напряжения в сети ниже, чем 190 В. В случае падения напряжения ниже допустимого, рекомендуется включать сепаратор через бытовой стабилизатор напряжения.
Подготовка к работе:
1. Помещение, в котором будет установлен сепаратор, должно быть не пыльным и сухим, с влажностью (65±15)%.
2. Площадка для установки должна быть горизонтальной и ровной. Рекомендуется закрепить сепаратор тремя шурупами с шайбами через отверстия в опоре (9), см. рис. 1.
3. В случае длительного хранения сепараторов при минусовой температуре необходимо перед включением выдержать его в теплом, сухом помещении не менее шести часов.
Подключение:
1. Перед включением придерживайтесь следующей последовательности сборки: наденьте собранный барабан на конусную часть вала, слегка прижав его рукой сверху, см. рис. 1.
2. Установите приемник обезжиренного молока (21), приемник сливок (11). Обратите внимание на правильность их установки на корпус и между собой. Если в Вашем сепараторе корпус из пластмассы, то при установке приемника обезжиренного молока (21) необходимо совместить паз на нем с выступом внутри корпуса.
3. Проверните рукой за гайку барабана и убедитесь в отсутствии его касания к корпусу и приемникам обезжиренного молока и сливок.
4. Носики приемников обезжиренного молока и сливок установите в удобное положение, подставьте емкость, побольше для обезжиренного молока и поменьше для сливок.
5. Установите поплавковую камеру, вложите в полость поплавок, установите молокоприемник, вставьте пластмассовую пробку в конусное отверстие корпуса на дне молокоприемника. При установке поплавковой камеры из пластмассы обязательно совместить паз на ней с желобом на приемнике сливок. Пробка в молокоприемнике должна быть в положении «закрыто», т.е. заостренная часть рукоятки пробки должна быть повернута в сторону от выемки, имеющейся на кромке молокоприемника. Сепаратор включать только при помощи клавишного выключателя.
6. Перед включением сепаратора в сеть, клавишный выключатель установите в положение «0», т.е. выключено. Вставьте после этого вилку шнура в розетку. В фермерских хозяйствах запрещается эксплуатация сепараторов без устройства защиты от перегрузки и короткого замыкания.
Сепарирование молока:
1. Процеженное цельное молоко влейте в чашу молокоприемника. Лучше всего молоко сепарируется сразу после дойки или подогретым до температуры 35...40 °С.
2. Включите выключателем электропривод сепаратора. После достижения полной скорости вращения барабана, через 30...40 с после включения откройте кран, т.е. поверните ручку пробки (заостренной частью) в сторону засечки на кромке молокоприемника.
3. По окончании сепарирования в чашу для молока для промывки влейте примерно три литра теплой воды и пропустите ее через включенный сепаратор для удаления остатков обезжиренного молока и сливок.
Время непрерывной работы сепаратора не более одного часа, после чего сепаратор выключить на 20...30 мин для охлаждения. Барабан снимать с вала электропривода осторожно, прикладывая усилие вверх не допускается чрезмерное раскачивание барабана на валу, которое может привести к деформации и искривлению вала или конуса вала. При проверке годности электропривода в магазине (без заполнения сепаратора молоком) допускается незначительное дребезжание посуды, установленной на корпусе.
4. Для остановки сепаратора поверните пробку влево или вправо от выемки на кромке молокоприемника, дождитесь пока прекратится выход сливок и обезжиренного молока и только после этого отключите от сети электропривод при помощи выключателя.
Порядок разборки барабана для промывки:
1. Открутить гайку (6), см. рис. 2, при помощи специального ключа из комплекта принадлежностей. Запрещается дальнейшая разборка барабана при выступающем регулировочном винте (7), см. рисунок 2 (при необходимости ввернуть его). Полностью выкручивать регулировочный винт – не рекомендуется.
2. Для снятия крышки (2), см. рис. 2, необходимо перевернуть барабан и ударить торцом резьбовой части по деревянной доске по направлению стрелки. Запрещается резьбовой торец барабана бить по твордой подставке.
3. Снимите разделительную тарелку (4), см. рис. 2.
4. Снимите поочередно тарелки «А» и «Б» (3), см. рис. 2а, 26 (всего их должно быть от 10 до12 шт.)
5. Снимите уплотнительное кольцо (5) с тарелкодержателя (1), см. рис. 2. Через каждые две заправки сепарирование (примерно от 20 до 25 дм3) молока, сепаратор разобрать и помыть все детали барабана.
Порядок сборки барабана:
Сборка барабана производится в последовательности, обратной разборке.
1. Вложить в канавку тарелкодержателя (1), см. рис. 2, уплотнительное кольцо (5).
2. Легким поворачиванием тарелок на трехграннике тарелкодержателя (1) поочередно установите два типа тарелок «А» и «Б» (3). Начинать сборку можно с любого типа тарелки «А» или «Б», чередуя их. Набор тарелок должен быть полным (всего от 10 до 12 шт.).
3. На пакет тарелок установить разделительную тарелку (4), см. рис. 2.
4. На разделительную тарелку (4), см. рисунок 2, установить крышку (2), таким образом, чтобы выступ в тарелке разделительной вошел в паз крышки.
5. Метку «0», см. рис. 2, на крышке совместить с меткой на верхней части тарелкодержателя.
6. На выступающую часть тарелкодержателя (1) завернуть гайку (6). Окончательную затяжку гайки выполнить спецключом, вставив два рожка спецключа в два отверстия гайки. Затяжку гайки производите до совмещения метки «0» на гайке с риской (засечкой) на резьбовой части тарелкодержателя. При сборке рекомендуется смазывать гайку любым пищевым жиром. Гайку не перетягивать и не забывать выполнять затяжку, иначе барабан на рабочих оборотах разгерметизируется.
Регулировка жирности сливок:
1. По своему усмотрению отрегулируйте густоту сливок винтом с квадратным отверстием, который установлен в верхней части разделительной тарелки. Пользуйтесь при регулировке квадратным штырем специального ключа.
2. Если нужны густые сливки, то винт вращать надо по часовой стрелке, если жидкие, то винт вращать против часовой стрелки. Обычно одного оборота в одну или другую сторону достаточно для нужной регулировки. Винт вращать осторожно, чтобы не повредить резьбу в разделительной тарелке. Не допускается упор винта в резьбовую поверхность тарелкодержателя барабана.
Уход за деталями барабана:
1. Детали барабана нужно мыть теплой водой. Молоко и остатки грязи удаляются щеткой, а все каналы прочищаются ершиком, особенно квадратное отверстие регулировочного винта, а также три косых отверстия тарелкодержателя.
2. Барабан должен быть вымыт после каждого сепарирования. Для чистки не применять кислоты и щелочи, т.к. алюминиевые детали покроются пятнами и могут разрушиться.
3. Уход за другими деталями сепаратора, такой же, как и за деталями барабана. После мойки детали насухо протереть чистым посудным полотенцем.
4. Обратить особое внимание на отсутствие жировой пленки на конусе привода и коническом отверстии тарелкодержателя, т.к. невыполнение этих требований может привести к износу тарелкодержателя и конуса привода.
Порядок выполнения работы
1. Отобрать пробы молока и подготовить их к анализу:
- порядок приемки молока;
- требования к таре;
- определение массы молока;
- органолептическая оценка молока;
- измерение температуры молока;
- составление объединенной пробы молока для анализа.
2. Определить качественные показатели молока:
- титруемую кислотность;
- плотность;
- степень чистоты молока;
- массовую долю жира в молоке кислотным методом;
- массовую долю белка в молоке методом формольного титрования;
- наличие соды в молоке;
- бактериальную обсемененность молока (редуктазная проба с резазурином).
3. Подготовить сырье и оборудование к работе:
- очистить молоко от механических загрязнений (фильтрация);
- подготовить молоко к сепарированию;
- подготовить сепаратор к работе, сепарирование молока.
Контрольные вопросы и задания
1. Назначение процесса сепарирования в молочной промышленности?
2. Виды сепараторов, используемых для сепарирования?
3. Устройство и принципы действия сепаратора-сливкоотделителя.
4. Факторы, влияющие на степень обезжиривания молока?
5. Какова допустимая норма массовой доли жира в обезжиренном молоке и каковы допустимые потери жира при сепарировании?
Лабораторная работа № 2.
