ФИЛЬТРУЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ ТОНКОЙ ОЧИСТКИ СЫРОГО МОЛОКА

Полезная модель относится к технике разделения жидкостей и газов, а именно, к съемным патронным фильтрам для очистки молочной продукции.
Для получения качественной продукции необходимо очистить молоко от всех видов механических загрязнений не только твердыми частицами, но и пластичными, а так же слизевыми сгустками. Сложность при решении данной проблемы состоит в том, что молоко - это многокомпонентная субстанция, которая, являясь жидкостью, по сути, имеет в своем составе как полезные части (молочно-жировые «шарики»), так и вредные. Вредные составляющие сырого молока так же неоднородны. Это могут быть крупные песчинки, камни, части корма, солома, и т.д., а могут быть мельчайшие частички почвы и навоза (пыль), которые, растворяясь в молоке, несут серьезную бактериологическую нагрузку. С другой стороны загрязняют сырое молоко и слизевые сгустки, которые образуются у животного из-за наличия различных заболеваний.
Из уровня техники известен фильтрующий элемент для тонкой очистки сырого молока, выполненный в виде трубчатого патрона из пищевого полимерного материала, образованного дискретными рядами полученных методом аэродинамической экструзии волокон с уменьшающимися в радиальном направлении от периферии к центру размерами пор (см. патент RU 53585, кл. B01D 27/08, опубл. 27.05.2006). Недостатком известного устройства является то, что оно не позволяет очищать молоко от мелкодисперсных примесей. Фильтрация осуществляется по принципу: если частица меньше пропускного канала фильтрующего элемента, то она пропускается, если больше - задерживается. Подобные устройства очищают сырое молоко только от примесей большего размера, чем молочно-жировой «шарик», более мелкие примеси свободно проникают в отфильтрованное сырое молоко и осеменяют его.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в повышении качества очистки. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в фильтрующем элементе для тонкой очистки сырого молока, выполненном в виде трубчатого патрона из пищевого полимерного материала, образованного дискретными рядами полученных методом аэродинамической экструзии волокон с уменьшающимися в радиальном направлении от периферии к центру размерами пор, каждый ряд состоит из каркасных и фильтрующих волокон, причем толщина фильтрующих волокон больше, чем каркасных.
Предлагаемое устройство представляет собой жесткий полимерный цилиндр, изготовленный методом аэродинамической экструзии из пищевого полипропилена марки 01030. Основным преимуществом этого материала является его стойкость к агрессивным средам, а также возможность вытягивать нити толщиной в диапазоне от 0,01 мм до 0,02 мм при температуре плавления 195°С. Метод аэродинамической экструзии позволяет получить изменение размеров пропускающих каналов с уменьшением их от периферии к центру. Особенностью предлагаемого фильтрующего элемента, в отличие от ранее существовавших изделий, является то, что при изготовлении технологически дискретно вводятся слои, где полимерные волокна неоднородны по толщине в одном ряду. Тонкие сильно прижатые друг к другу нити образуют каркас фильтра, позволяющий сохранить геометрию фильтрующего элемента под давлением и отфильтровывающий грубые частицы загрязнения. Более толстые нити образуют тело фильтра, которое убирает мелкую растворившуюся грязь, которая под воздействием центробежных сил частично концентрируется. Эта особенность позволяет добиться эффективной очистки молока как от крупных, так и от мелких примесей, и при этом обеспечить беспрепятственное прохождение массивных молочно-жировых шариков через фильтр. Фильтрующий элемент получает неоднородным, с пропускающими каналами, плавно уменьшающимися от периферии к центру, и дискретно меняющимися слоями, которые создают возмущения в потоке проходящего через фильтрующий элемент сырого молока, тем самым еще более повышая качество фильтрации.
Фильтрующий элемент изготавливают на станке, состоящем из экструдера и каретки, следующим образом.
В бункер-дозатор экструдера засыпаются гранулы полипропилена, где они при помощи шнека подаются в плавильные камеры, которые состоят из двух ступеней. На первой ступени вещество частично измельчается и плавится до вязкого состояния. Далее, на второй ступени полипропилен расплавляется до текучего, но не кипящего состояния, до пластично-однородной массы, которая шнеком подается в аэродинамическую головку экструдера. Шнек имеет форму веретена, заужен вначале и расширен к концу. Только благодаря такому исполнению шнека можно добиться необходимого давления плавленого полипропилена на выходе фильеры.
2
К аэродинамической головке экструдера подается под давлением разогретый, закручивающийся по спирали воздух, который раздувает поданную шнеком расплавленную массу полипропилена в кольцо. Температура подачи расплава должна быть 175°С. При более высокой температуре происходит сваривание слоев, а при низкой температуре их расслоение, сужение кольца и утолщение нитей. Оптимальное кольцо имеет диаметр 6-8 см и находится на расстоянии 18-20 см от фильеры. Давление воздуха на расплав полипропилена удерживают равным 0,3 кг/см. При более низком давлении фильтр тонкой очистки молока получается мягким, легким и пористым, а при большем давлении - твердым, плотным, тяжелым.
Под действием аэродинамических сил нить закручивается в кольцо, которая наматывается на форму-оправку. Форма-оправка находится на каретке и приводится в движение двигателем только по часовой стрелке. Для получения тонких нитей используется прикатка. Только таким способом можно получить волокна толщиной 0,01-0,02 мм. Скорость хода и вращение формы-оправки строго ограничены. При изменении скорости хода и вращения радикально изменяется плотность напыления расплава полипропилена, что влияет на пористость фильтра тонкой очистки молока. Не соблюдение при производстве выше указанных параметров, делает фильтр непригодным для качественной фильтрации сырого молока.
Предлагаемый фильтрующий элемент, изготовленный указанным образом, может быть установлен на любой тип доильного оборудования, обеспечивает высокое качество очистки сырого молока (повышение товарной сортности), быстрозаменяем, предельно прост в обслуживании и дешев (не более 2 копеек на литр молока).