АППАРАТ ДЛЯ ДРЕНАЖА СЫРНОГО СГУСТКА С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ДРЕНАЖНОЙ  КОЛОННОЙ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СЫРА И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
DEVICE FOR DRAINAGE OF CHEESE CURD WITH VERTICAL DRAINAGE COLUMN, UNIT FOR CHEESE PRODUCTION AND METHOD OF ITS OPERATION

Группа изобретений относится к аппарату для дренажа сырного сгустка с по меньшей мере одной вертикальной трубчатой дренажной колонной для приема сырного сгустка и образования из него столба сгустка, причем дренажная колонна опирается на отстойник, оснащена дозирующим устройством и имеет по меньшей мере одну перфорированную секцию, которая вместе с охватывающей ее рубашкой образует дренажную секцию, при этом каждая дренажная секция снабжена по меньшей мере одной сливной трубой для сыворотки. Изобретение также относится к устройству для производства сыра и к способу его эксплуатации.
В процессе производства сыра известным способом сырный сгусток изготавливают из молока в соответствующем устройстве для изготовления сгустка. Обычно в этом устройстве сгусток разрезают и перемешивают, выделяемая при этом сыворотка частично сливается, а оставшаяся часть вместе с массой сгустка подается в аппарат для производства сырных блоков. Несмотря на то, что сыр может быть изготовлен из сгустка множеством способов, в серийном производстве он делается из так называемых подпрессующих колонн. Такая колонна может содержать одну или несколько полых вертикальных труб, в которые сверху в процессе эксплуатации подается смесь сгустка и сыворотки. В каждой трубе сгусток все более уплотняется сверху вниз, образуя столб сгустка, так что на дне колонны можно отрезать блоки сгустка. С этой целью в основании колонны размещен гильотинный нож, действующий горизонтально. Этот нож герметизирует колонну и размещенную в ней трубу(трубы), но периодически открывается, чтобы столб (столбы) сгустка в трубе(трубах) мог опускаться на заданное расстояние. Когда после этого гильотинный нож снова возвращается в закрывающее положение, он отрезает блок сгустка (или несколько блоков сгустка) в основании каждого столба сгустка. Полученные таким образом блоки сгустка могут быть затем переработаны дополнительно.
С этого момента столб сгустка перемещается ступенчато вниз по вертикальной полой трубе. Тем самым сгусток прессуется под влиянием собственного веса столба и вследствие гидравлического эффекта, оказываемого струей сыворотки, протекающей через пласт сгустка.
При этом происходит дренаж и прессование сгустка, при котором требуется выпускать сыворотку из смеси сыворотки и сгустка.
Для этой цели вертикальная полая труба оснащена несколькими перфорированными секциями. На этих секциях, если представлено более одной секции, которые в основном, но необязательно, разнесены друг от друга вертикально, колонна содержит дренажные рубашки, охватывающие упомянутые перфорированные секции. Эти дренажные рубашки собирают сыворотку, выделяющуюся через отверстия в перфорированных секциях, при этом каждая рубашка оснащена на по меньшей мере одной сливной трубой для удаления сыворотки.
Полученная таким образом сыворотка поступает по сливным трубам в приемный резервуар для сыворотки, и затем может быть переработана дополнительно.
Вертикальная дренажная колонна опирается на отстойник, в котором находится дозирующее устройство, также именуемое формовочным устройством, частью которого является гильотинный нож и в котором отрезанные блоки поступают в пресс-форму или кассету и передаются на разгрузочный конвейер. В процессе эксплуатации отстойник засоряется из-за остатков сгустка и фракций сгустка (в дальнейшем совокупно именуемых сырным зерном). Эти фракции являются маленькими сырными зернами размером менее 1 мм, которые могут оседать из выпущенной струи сыворотки. Остающиеся в отстойнике сырные зерна удаляются промыванием водой высокого качества, т.е. чистой водой, подходящей для потребления человеком. Проблема в использовании воды для промывки отстойника заключается в том, что сливаемая в отстойник сыворотка тем самым разбавляется. Вода, поступившая в отстойник, должна быть снова отделена от сыворотки при дальнейшей переработке этой сыворотки, что, однако, влечет за собой расходы. Использование высококачественной промывочной воды естественным образом также повышает затраты. Отсутствие промывки отстойника в качестве еще одного варианта привело бы к быстрому загрязнению отстойника сырными зернами и вызвало бы нарост микроорганизмов, загрязняющих, в свою очередь, выпускаемые струи сыворотки. Подобная загрязненная сыворотка больше не является пригодной или практически бесполезна для первоклассной переработки и приводит к низкосортной продукции. Также есть риск, что таким образом блоки сгустка могут быть инфицированы, что дает низкосортный сыр с более низкой производительностью. Иногда используется другой вариант, содержащий промывку отстойника сывороткой из другого источника, т.е. из места, находящегося в обычном сборном резервуаре для сыворотки или за его пределами. Однако это приводит к недостаткам в переработке сыворотки, поскольку сыворотка поглощает воздух при распылении и может начать пениться. Кроме того, на функциональность распылительного устройства неблагоприятно воздействует внутреннее загрязнение тонкодисперсными включениями частиц сгустка в сыворотке. Чтобы удалить это накопление мелких фракций сгустка из распыляющего средства, проводят промывку частично с помощью промывочной воды. Кроме того, эта сыворотка из другого источника часто не обладает безупречным качеством и, в свою очередь, создает риск загрязнения.
Задача настоящего изобретения состоит в устранении вышеуказанной проблемы. С этой целью вышеописанный аппарат для производства сыра согласно изобретению характеризуется тем, что по меньшей мере одна сливная труба для сыворотки дренажной секции соединена с отстойником для оперативной подачи в него свежей сыворотки, используемой в качестве промывочной жидкости для этого отстойника. Таким образом, частота распылений промывочной воды может быть сведена к минимуму необходимо только промывать слегка загрязненные части стенки время от времени, а главной задачей является промывка осадков сыворотки. С этой целью во время процесса производства промывка водой может выполняться время от времени, к примеру, в течение 10 секунд каждые 30 минут посредством распылительных устройств CIP, обычно уже имеющихся.
Способ эксплуатации аппарата для производства сыра, где аппарат содержит по меньшей мере одну дренажную колонну для приема сырного сгустка, размещенную на отстойнике и снабженную несколькими дренажными секциями для слива сыворотки из сырного сгустка, отличающийся по изобретению тем, что, по меньшей мере, часть сыворотки, получаемой в дренажных секциях, поступает в отстойник в качестве промывочной жидкости.
Далее это изобретение будет описано со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Фиг.1 схематически показывает пример известного традиционного вертикального аппарата для дренажа сгустка;
Фиг.2 схематически показывает пример осуществления аппарата для дренажа сгустка по изобретению.
Фиг.1 схематически показывает пример известного традиционного аппарата 1 для дренажа сгустка, называемого также для краткости дренажной колонной. Показанный аппарат имеет вид, продаваемый заявителем под названием Tetra Tebel Casomatic SC. Тем не менее это изобретение также применимо с другими типами дренажных колонн, такими как, например, аппараты семейства Tetra Tebel Casomatic. Показанный аппарат выполнен с возможностью дренирования сыворотки из вертикального столба сгустка W и производства блоков сгустка с использованием дозирующего устройства при непрерывной эксплуатации. Обычно аппарат для производства сыра содержит несколько дренажных колонн.
Столб сгустка W находится в дренажной колонне 2, которая, по существу, состоит из вертикальной трубы, опирающейся на отстойник 3, и которая известным способом запечатана с нижнего конца гильотинным ножом G, являющимся частью расположенного в отстойнике дозирующего устройства. Сверху дренажной колонны в процессе эксплуатации с использованием средства подачи сгустка (не показано, но схематически обозначено стрелкой 4), смесь сыворотки и сгустка поступает на верхний край дренажной колонны 2, имеющий в данном примере воронкообразную форму. Поступившая смесь сыворотки и сгустка образует в дренажной колонне столб сгустка W, который имеет по меньшей мере одну перфорированную часть 5 стенки. Столб сгустка содержит сыворотку, которая может вытекать через перфорированную стенку или перфорированные части 5 стенки. Каждая из перфорированных частей 5 стенки охвачена закрытой наружной рубашкой 6, причем во всех случаях между перфорированными частями стенки и наружными рубашками есть промежуток 7. Перфорированные части стенки могут быть цилиндрическими патрубками, которые снабжены перфорационными отверстиями по окружности. Также возможны другие виды сечения, как, например, прямоугольная или квадратная формы. Эти патрубки также называются дренажными секциями. В показанном примере представлены три дренажные секции а, b и с. Каждая из этих секций снабжена сливной трубой 8, 9, 10 для сыворотки соответственно. В этом примере сливные трубы 8, 9, 10 для сыворотки оканчиваются в общей сливной трубе 11 для сыворотки, которая, в свою очередь, ограничена сборным резервуаром 12 для сыворотки. Дополнительно в сливных трубах 8, 9, 10 размещены регулируемые клапаны V, которые под контролем датчиков давления (не показаны), измеряющих гидростатическое давление в дренажных секциях а, b и с, могут управлять потоком сыворотки в сливных трубах 8, 9, 10.
Фиг.1 дополнительно показывает рабочий цилиндр 14, который может заставлять гильотинный нож 4 перемещаться туда и обратно, следуя траектории, обозначенной стрелкой Р1. Кроме того, показан вертикальный дозировочный цилиндр 15, который переносит платформу 17, перемещаемую вверх и вниз (стрелка Р2) в пресс-форме 16, которая при открытом гильотинном ноже способна вмещать столб сгустка W и позволять ему опускаться на требуемое расстояние, так чтобы можно было отрезать блок сгустка необходимой высоты. Затем отрезанный блок сгустка, находясь в пресс-форме 16, отодвигается (стрелка Р3) с использованием цилиндра 18 в положение над шлюзовыми пластинами 19. Эти шлюзовые пластины 19 могут быть открыты, чтобы блок сгустка мог падать в сырный бак 21, расположенный под этими пластинами на конвейерном устройстве 20.
Помимо того, что отстойник 3 снабжен системой CIP (система безразборной мойки оборудования), которая не показана, он также снабжен промывной системой, в целом, обозначенной позицией 22. Эта система содержит распылители (не показаны), расположенные в удобных местах, через которые промывочная жидкость выливается в отстойник. В качестве промывочной жидкости используется промывочная вода высокого качества. Также иногда частично сыворотка используется в качестве промывочной жидкости, при этом она поступает из другого источника, то есть из места, расположенного в сборном резервуаре 12 для сыворотки или за его пределами.
Проблема со способом очистки отстойника водой заключается в том, что подаваемая промывочная вода смешивается с сывороткой, которая все еще выделяется в отстойник, разбавляя тем самым сыворотку. Затем вода должна быть снова отделена от сыворотки. Это требует дополнительных затрат, а иногда и дополнительной технологической операции.
Кроме того, проблема заключается в том, что промывочная вода сама по себе является потенциальным источником загрязнения, так что необходимо очень тщательно контролировать качество воды.
Распыление с сывороткой влечет за собой то, что в сыворотку нагнетается воздух, что может привести к проблемам переработки сыворотки. Мелкие частицы сгустка в сыворотке загрязняют брызгальное устройство, которое затем, в свою очередь, нуждается в регулярной промывке промывочной водой. Также распыление сывороткой имеет недостаток в том, что сыворотка распространяется и в незагрязненных местах.
В противоположность этому отсутствие промывки влечет за собой строгое ограничение рабочего цикла в дренажном аппарате для сгустка из-за скопления осадка и сопутствующего этому нароста микроорганизмов, загрязняющих сыворотку и блоки сгустка.
Согласно этому изобретению подобных проблем можно избежать путем использования в качестве управляемой промывочной жидкости для отстойника сыворотки из самого дренажного столба, а не жидкости, поступающей из другого источника, чтобы струя сыворотки в своем естественном потоке уносила все возникающие осадки в слив в отстойнике.
На фиг.2 схематично показан примерный аппарат для производства сыра по изобретению. Этот аппарат аналогичен типу аппарата, показанному на фиг.1, поэтому для сходных компонентов используются те же ссылочные позиции, что и на фиг.1. На фиг.2 элементы, расположенные в отстойнике и показанные также на фиг.1, как например, гильотинный нож, дозирующая платформа, пресс-форма и шлюзовые пластины, а также различные рабочие цилиндры, не включены в целях упрощения, однако, в действительности, эти или подобные элементы могут присутствовать.
Дренажный аппарат 30 для сгустка, показанный на фиг.2, отличается от аппарата, показанного на фиг.1, поскольку в нем сливные трубы 8, 9 и 10 для сыворотки дренажных секций a, b и с не соединены посредством общей сливной трубы 11 для сыворотки со сборным резервуаром 12 для сыворотки. Сливная труба 11 для сыворотки в аппарате 30 на фиг.2 оканчивается в отстойнике 3. Соответственно, сыворотка, поступающая из дренажных секций, подается напрямую в отстойник 3 и по данному изобретению используется в качестве промывочной жидкости для этого отстойника. Отмечено, что нет необходимости использовать общую сливную трубу 11 для сыворотки. Также возможно, чтобы одна или несколько отдельных сливных труб 8, 9, 10 для сыворотки дренажных секций a, b и с заканчивались непосредственно в отстойнике 3. Таким образом, становится возможным распределение этих частичных потоков по разным частям отстойника.
Кроме того, фиг.2 схематически показывает стандартную систему 33 CIP с распылителями 34 в отстойнике 3. Такая система также представлена в аппарате из фиг.1, но не показана там.
Поскольку дренажные секции находятся выше отстойника, сыворотка под воздействием гравитации течет в отстойник с усилием. Однако, если требуется, может быть использован насос, как показано на фиг.2 позицией 31. Несмотря на то, что в показанном аппарате насос 31 не кажется необходимым, его использование может быть очень полезным или действительно необходимым в других конфигурациях дренажного аппарата для сгустка, чем те, которые уже были показаны.
В примере осуществления на фиг.2 отстойник соединен посредством трубы 32 со сборным резервуаром 12 для сыворотки, так что сыворотка, поступающая из дренажных секций, может протекать в этот резервуар через отстойник вместе с сывороткой, выделенной в самом отстойнике.
Тем не менее, в качестве альтернативы также можно изготовить отстойник такой конструкции, которая сама по себе может быть использована как сборный резервуар для сыворотки. Соответственно, в применении этого изобретения отдельный сборный резервуар для сыворотки больше не является необходимым, т.к. все потоки сыворотки уже прогоняются через отстойник. Труба 32 или подобная ей труба может затем служить в качестве сливной трубы для подачи сыворотки непосредственно в аппарат по ее переработке.
Использование сыворотки, поступающей из дренажных секций, в качестве промывочной жидкости для отстойника обеспечивает множество преимуществ.
Прежде всего, больше нет необходимости доставать откуда-либо крупные объемы промывочной жидкости, поскольку сыворотка из дренажных секций доступна в достаточном количестве и, кроме того, является очень свежей, а следовательно, имеет хорошее качество.
Кроме того, промывка отстойника осуществляется теперь непрерывно, а не периодически, что предотвращает скопление сгустка.
Кроме того, сыворотка в отстойнике больше не разбавляется посторонней промывочной жидкостью, так что нет необходимости в отделении сыворотки из отстойника от этой посторонней жидкости.
Промывка отстойника сывороткой дополнительно обеспечивает преимущество в деаэрации сыворотки, поскольку сыворотка отделяется как тонкий слой жидкости на большой поверхности, а воздух может просто выходить на поверхность, при этом пенообразования не происходит. Это особенно важно для типов сыра с низким содержанием жира, где возникновение пены в дренированной сыворотке является источником нароста микроорганизмов, т.к. пена представляет собой идеальную среду для их развития, а также имеет длительное время пребывания в оборудовании. Образующаяся пена обычно оседает, перенося дополнительные брызги воды, что, в свою очередь, приводит к дополнительному разбавлению сыворотки с ранее перечисленными недостатками.
Также достигается экономия на основных веществах, поскольку больше нет необходимости использовать ни промывочную воду, ни основные вещества для улучшения качества воды, применяемой в качестве промывочной.
Исходя из вышеизложенного, специалисту в данной области будут очевидны различные модификации и варианты. Так, если требуется, можно не передавать всю сыворотку из дренажных секций непосредственно в отстойник или через общую сливную трубу. Например, часть сыворотки из дренажных секций все еще может передаваться в сборный резервуар, тогда как остальная сыворотка может использоваться в качестве промывочной жидкости. Такие модификации находятся в объеме изобретения.