СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА НОРМАЛИЗОВАННОГО ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА

Поленая модель относится к производству молочной продукции, а более конкретно к способам производства нормализованного пастеризованного молока в потоке [А23С 3/00].
Из уровня техники известны различные способы производства нормализованного и пастеризованного молока в потоке.
Как правило, они все основаны на том, что уже молоко нормализуют в сепараторе-нормализаторе, а затем подают напрямую в пастеризатор, где его пастеризуют. В процессе пастеризации проводят гомогенизацию, для обеспечения равномерного распределение жира в молоке.
Цель нормализации - доведение жирности молока до требуемой величины. Нормализацию молока проводят (см. [1]) в потоке с помощью сепаратора-нормализатора. Нормализацию молока по жиру осуществляют расчетным способом. Количество жира в молоке, полученном от коров, в разные периоды лактации, сезона года, породы неодинаково. Для получения готовой молочной продукции необходимой жирности сборное молоко нормализуют по жиру с получением сливок заданной жирности. В качестве тепловой обработки молока применяется пастеризация (см. [1]). Молоко пастеризуют, чтобы предохранить продукцию в последующем от нежелательных процессов, которые вызываются жизнедеятельностью бактерий и особенно кишечной палочки, масляно кислых бактерий и др.
Оптимальным режимом пастеризации молока является нагревание его до температуры от 70 до 72ºС с выдержкой от 20 до 25 секунд. В случае повышенной бактериальной обсемененности молока, допускается повышение температуры пастеризации до 76°С с выдержкой 20-25 секунд.
Например, из уровня техники известен патент [2]. Способ предназначен для розлива пастеризованных напитков в бутылки, например, молока. Поток продукта проходит через пластины пастеризатора и направляют к устройству для розлива продукта в бутылки. Если вместимость емкости устройства для розлива в бутылки превышена, продукт проводят по обходящей линии. Продукт нагнетают насосом и давление накачки регулируют с помощью барокамеры и запорного клапана. Устройство также содержит сепаратор.
Также известен [3] способ производства пастеризованного молока, предусматривающий нормализацию молока, двухступенчатую очистку; гомогенизацию, пастеризацию при температуре 68-98ºС с последующим охлаждением и расфасовкой. Нормализованное молоко подогревают до температуры 30-70°С и подвергают двухступенчатой очистке на сепараторе-молокоочистителе, затем на бактофуге с частотой вращения барабана 200-450 с -1, что позволяет удалить до 98% бактерий. Изобретение позволяет расширить ассортимент выпускаемого молока, улучшить микробиологические показатели, увеличить срок годности готового продукта.
Также известен патент [4]. Нормализованное молоко пастеризуют, охлаждают до температуры 2-6ºС. Затем проводят дополнительную пастеризацию при температуре 85-89ºС с выдержкой 4 мин и охлаждают. Охлажденное молоко направляют непосредственно на розлив без промежуточного хранения. При подготовке сырья осуществляют его холодную очистку при температуре 8-10ºС. После пастеризации проводят гомогенизацию.
Недостатками всех известных устройств является то, что всегда все молоко пропускают через сепаратор, который имея множество пластин на выходе дает молоко с нестабильной жирностью. Это связано с тем, что на разном уровне пластин молоко больше сгущается, а затем в процессе циркуляции попадает в поток. Т.е. периодически через поток выходит молоко из нижнего уровня пластин сепаратора, и периодически выходит из верхнего уровня.
Поэтому на выходе после пастеризатора жирность стабилизируют гомогенизаторами. Результатом подобных действий является низкая производительность, поскольку все молоко проводят через сепаратор. Точность процента жирности на выходе конечного продукта низкая. Для ее повышения требуется проводить гомогенизацию. Недостатком известных способов является невозможность взятия проб из потока, кроме как на конечном этапе выхода продукта, что не позволяет эффективно использовать данные проб для коррекции жирности продукта. Произвести эффективную коррекцию жирности практически невозможно.
Наиболее близким аналогом является [5], в котором описывается система производства нормализованного пастеризованного молока, содержащая емкость с исходным продуктом, сепаратор, пастеризатор, отличающаяся тем, что молокопровод, ведущий от емкости с исходным продуктом, разделен на два потока, один из которых ведет на сепаратор, функция которого - отделение сливок и получение обезжиренного молока, а другой - на смеситель, а выходящий из смесителя молокопровод подключен к пастеризатору.
Данное решение устраняет недостатки, присущие известным способам и позволяет брать пробы на жирность, вести корректировку жирности в потоке до проведения пастеризации, исключает потребность в использовании гомогенизатора. Однако в процессе пастеризации молока сам сепаратор приходится периодически промывать, что требует остановку производства. Этим же недостатком обладают и иные известные способы.
Техническим результатом заявленной полезной модели является возможность вести процесс пастеризации молока безостановочно с сохранением всех преимуществ в части возможности брать пробы на жирность, вести корректировку жирности в потоке до проведения пастеризации, исключении потребности в использовании гомогенизатора.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показана конструктивная схема устройства системы, где 1 - емкость с исходным продуктом (цельным молоком), 2 - насос, 3 - фильтр, 4 - пастеризационно-охладительная установка, 5 - узел нормализации, 6 - емкость пастеризованного молока, 7 - генератор ледяной воды.
На Фиг.2 показана конструктивная схема узла нормализации, где 8 - емкость для сливок, 9 - сепаратор I, 10 - сепаратор II, 11 - емкость для смешивания, 12 - насос узла нормализации, 13 - привод миксера.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что система производства нормализованного пастеризованного молока, содержащая емкость с исходным продуктом, сепаратор, пастеризатор, в которой молокопровод, ведущий от емкости с исходным продуктом, разделен на два потока, один из которых ведет на сепаратор, функция которого - отделение сливок и получение обезжиренного молока, а другой - на смеситель, а выходящий из смесителя молокопровод подключен к пастеризатору, отличающаяся тем, что выходящий из емкости с исходным продуктом поток подключен через фильтр, а поток, выходящий на сепаратор разветвлен и подключен не менее чем на два сепаратора, каждый из которых выполнен с возможностью независимой подачи обезжиренного молока в смеситель и емкость для сливок, причем молокопровод, ведущий от емкости с исходным продуктом и разделенный на два потока, один из которых ведет на сепаратор, а другой - на смеситель, подключен в зоне до разделения потоков через нагревательную установку пастеризатора, а выходящий из смесителя молокопровод подключен к охладительной установке пастеризатора, и на пути потока перед сепаратором и смесителем установлен кран-регулятор, функцией которого является регулирование мощностью потока продукта или полное перекрытие его. Принцип работы системы основан на том, что (см. Фиг.1) цельное непастеризованное и ненормализованное молоко из емкости с исходным продуктом (1) насосом (2) через фильтр (3) закачивают в нагревательную установку пастеризатора (4) и затем уже распределяют на два потока (см. Фиг.2), один из которых также разветвляют и направляют на сепараторы-сливкоотделители I и II (9, 10), где производят процесс разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а другой на смеситель (11), в который также направляют обезжиренное молоко, выходящее по из сепараторов (9, 10), а после смешения в смесителе (11) поток продукта насосом (12) закачивают в охладительную установку пастеризатора (4), где под действием генератора ледяной воды (7) производят охлаждение продукта и на выходе получают пастеризованное нормализованное молоко, которым наполняют емкость (6).
Смеситель (4) выполняет функционально имеющим возможность взятия проб из него. Это может быть реализовано, например, за счет того, что смеситель содержит крышку или патрубок с краном (на чертеже не показаны). Функциональное назначение крышки или эквивалента ей - патрубка с краном - это возможность забора пробы. На пути потока перед сепаратором (9, 10) и смесителем (11), и возможно после пастеризатора (4) установлен кран-регулятор, функцией которого является регулирование мощностью потока продукта и перекрытие потока. В качестве крана-регулятора может быть использован обычный шаровой кран.
Проба позволяет произвести оценку степени жирности образуемого в смесителе продукта до пастеризации и рассчитать, на сколько следует скорректировать подачу обезжиренного молока до проведения операции пастеризации. Эти действия позволяют более точно произвести коррекцию до проведения пастеризации и получать на выходе из смесителя нормализованное молоко с достаточно качественным и стабильным процентом жирности. В свою очередь, смесь из цельного и пастеризованного молока имеет гораздо большую однородность, чем смесь из обезжиренного молока и жирных сливок, что позволяет существенно снизить давление в гомогенизаторе или полностью отказаться от использования гомогенизации, что удешевляет процесс и делает общий комплект оборудования более компактным. Поскольку в смеситель подают два потока молока, один из которых идет на прямую из емкости (1) с исходным продуктом, а другой из сепаратора (9, 10), на выходе из смесителя идет более мощный поток продукта, что повышает общую производительность в сравнении с известными в технике способами, у которых поток продукта идет в пастеризатор только из сепаратора, имеющего невысокую производительность.
А поскольку сепараторов минимум два (9, 10), то это позволяет вести непрерывный цикл производства. При потребности произвести прочистку одного из сепараторов, всю работу по отделению сливок выполняет другой работающий сепаратор. Затем после включения очищенного сепаратора, становится возможным при необходимости произвести очистку другого. Сепаратор, подлежащий очистке выключают и полностью перекрывают поток продукта к нему краном-регулятором.
В процессе остановки работы одного из сепараторов краном-регулятором пропорционально уменьшают поток продукта, идущего к смесителю (11), чтобы обеспечить качественное смешение обезжиренного и цельного молока. Корректировка жирности в потоке становится возможной за счет изменения количества добавленного обезжиренного молока в цельное.
Фильтр (3) позволяет проводить нагрев молока (пастеризацию) еще до процесса сливкоотделения и смешения цельного и обезжиренного молока. Вместе с последующим охлаждением нормализованного молока такой процесс позволяет улучшить качество обработки молока и отделение сливок.
Источники информации:
1.
2. Патент GB 810215 «Способ производства пастеризованных напитков и устройство для его осуществления»
3. Патент RU 2268597 «СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ»
4. Патент RU 2161886 «СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА»
5. Патент RU 74040U «СИСТЕМА ПРОИЗВОДСТВА НОРМАЛИЗОВАННОГО ПАСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА»