CC BY
3
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯ
Р.А. Милютин, студент Н.М. Шабдаров, студент
Научный руководитель: А.В. Майоров, канд. техн. наук, доцент Марийский государственный университет (Россия, г. Йошкар-Ола)
DOI:10.24412/2500-1000-2021-12-3-88-90
Аннотация. В статье рассматривается усовершенствование маслоизготовителя периодического действия. К недостатку данного устройства относится большие инерционные нагрузки на опорные узлы, большие энергозатраты и большая продолжительность процесса сбивания масла. По этой причине производительность линии падает, что значительно влияет на производительность цеха. Предлагаемая модернизация решает задачу по повышению надежности работы установки (малые инерционные нагрузки на опорные узлы) и производительности, снижение энергетических затрат и времени сбивания. Отличительной особенностью разработки является то, что она имеет простую безопасную для обслуживания конструкцию (вращение механизма сбивания происходит внутри неподвижной емкости), обладает надежностью, технологичностью изготовления и малой энергоемкостью.
Ключевые слова: сливочное масло, сбивание, лопатки, диски, производительность.
Сливочное масло - пищевой продукт, вырабатываемый из коровьего молока, состоящий преимущественно из молочного жира и плазмы, в которую частично переходят все составные части молока - фос-фатиды, белки, молочный сахар, минеральные вещества, витамины и вода. К оборудованию для выработки сливочного масла относятся маслоизготовители, применяемые при производстве масла методом сбивания сливок 35-50%-ной жирности, и маслообразователи, используемые при производстве масла методом преобразования высокожирных сливок [1].
Маслоизготовители бывают периодического и непрерывного действия. Они различаются между собой механизмом образования масла, способом воздействия на сливки и конструкцией рабочих органов. Выработка сливочного масла в маслоизго-товителях периодического действия происходит в два этапа: образование из жировых шариков зерна и образование из масляного зерна пласта сливочного масла. В маслоизготовителях непрерывного действия образование масляного зерна и пласта осуществляется в непрерывном потоке.
Маслоизготовители периодического действия могут быть классифицированы:
- по принципу обработки масла -безвальцовые и вальцовые;
- по конфигурации - цилиндрические и нецилиндрические;
- по конструктивному материалу - металлические и деревянные.
В молочной промышленности широко распространены маслоизготовители
безвальцовые и вальцовые цилиндрической формы. Основным элементом их служит бочка - горизонтальная цилиндрическая емкость, в которой происходит образование масла.
В маслоизготовителях периодического действия (безвальцовых) сливки сбиваются в результате их гравитационного перемешивания. При вращении заполненной на 30-50% рабочей емкости маслоизготовителя сливки сначала поднимаются на определенную высоту, а затем сбрасываются под действием силы тяжести, подвергаясь сильному механическому воздействию. Высота подъема сливок, возникающее давление, характер движения жидкости определяются размерами рабочей емкости и частотой ее вращения. Скорость движения сливок 5-7 м/с.
Современные маслоизготовители непрерывного действия работают по двух-
ступенчатой (сбивание сливок - обработка масляного зерна) или трехступенчатой (сбивание сливок - постановка зерна - обработка) технологической схеме. В масло-изготовителях непрерывного действия скорость движения сливок значительно выше (18-22 м/с). Интенсивное воздействие лопастей сбивателя приводит к турбулентному движению потока сливок в аппарате и интенсифицирует процесс агрегации (слипания) жировых шариков и образования масляного зерна.
Маслоизготовители периодического действия условно можно разделить на три типа. К первому относятся маслоизготови-тели, имеющие в качестве рабочего органа резервуар. Форма его может быть цилиндрической, конической, грушевидной, кубической и т.д. Внутри емкость не имеет каких-либо перемешивающих приспособлений. Ко второму типу относятся масло-изготовители, имеющие в резервуаре неподвижно закрепленные спирали, лопасти, струны и т.д. Эта группа маслоизгото-вителей применяется наиболее часто. К третьей можно отнести маслоизготовите-ли, имеющие неподвижный резервуар с вращающимися в нем какими-либо рабочими органами. Последний тип чаще применяется в виде маслобоек небольшой производительности.
Устройство и принцип работы выпускаемых промышленностью безвальцовых маслоизготовителей периодического действия практически одинаковы и отличаются лишь некоторыми деталями [2-5].
На современных пердприятиях по производству масла используется маслоизго-товитель периодического действия Л5-ОМП. Он представляет собой барабан, установленный на подшипниках качения на раме сварной конструкции. Внутри емкости укреплены четыре металлические лопасти, имеющие форму спиральной полосы. Барабан имеет окно для загрузки сырья и выгрузки готового продукта, окна для визуального контроля за технологическим процессом и кран для слива пахты.
На стойке рамы установлен также привод, состоящий из электрического двигателя, ременной передачи и редуктора. Сбивание сливок в маслоизготовителе происходит за счет вращения заполненной на 45% сливками емкости вокруг своей оси.
Недостатками данного маслоизготови-теля являются большие инерционные нагрузки на опорные узлы, большие энергозатраты и большая продолжительность процесса сбивания масла.
Усовершенствованный маслоизготови-тель периодического действия содержит корпус, на котором установлена неподвижная емкость. На приводном валу в подшипниковых узлах закреплен механизм сбивания, выполненный в виде установленных на валу двух дисков. На поверхностях дисков с каждой стороны имеются по 6 попарно расположенных направляющих лопаток с углом наклона к оси вращения 45°. Для залива (слива) сливок и визуального наблюдения у неподвижной емкости имеется окно.
Маслоизготовитель работает следующим образом. Через открытое окно сливки заливают в неподвижную емкость. Далее окно закрывают. При включении привода приводится во вращение два диска с закрепленными на нем направляющими лопатками. При этом направляющими лопатками осуществляется подача потока сливок на поверхности дисков, где частицы сливок движутся с различными линейными скоростями, у вершин дисков скорость меньше, к основанию - больше. Такая разница в скоростях частиц сбиваемых сливок способствует их интенсивной турбулиза-ции и приводит к ускорению образования масляного зерна, вследствие чего снижается время технологического процесса сбивания масла и повышается производительность маслоизготовителя. Процесс образования зерна контролируется визуально через окно. По окончании технологического процесса сформированные пласты масла извлекаются через открытое окно.
Библиографический список
1. Ковалевский В.И. Проектирование технологического оборудования и линий: Учебник для вузов. - СПб.: Гиорд, 2007. - 320 с.
2. Машины и аппараты пищевых производств: Учебник для вузов. В трех книгах. Кн. 1 / С.Т. Антипов [и др.]; Под ред. В.А. Панфилова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: "КолосС", 2009. - 610 с.
3. Машины и аппараты пищевых производств: Учебник для вузов. В трех книгах. Кн. 2 / С.Т. Антипов [и др.]; Под ред. В.А. Панфилова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: "КолосС", 2009. - 847 с.
4. Машины и аппараты пищевых производств: Учебник для вузов. В трех книгах. Кн. 3 / С.Т. Антипов [и др.]; Под ред. В.А. Панфилова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: "КолосС", 2009. - 551 с.
5. Плаксин Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств: Учебник для вузов / Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: КолосС, 2006. -760 с.
IMPROVEMENT OF THE OIL PRODUCER
R. A. Milyutin, Student N. M. Shabdarov, Student
Supervisor: A.V. Mayorov, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Mari State University (Russia, Yoshkar-Ola)
Abstract. The article discusses the improvement of the batch buttermaker. The disadvantages of this device include large inertial loads on the support units, high energy consumption and a long duration of the oil churning process. For this reason, the productivity of the line drops, which significantly affects the productivity of the workshop. The proposed modernization solves the problem of increasing the reliability of the installation (low inertial loads on the support nodes) and productivity, reducing energy costs and churning time. A distinctive feature of the development is that it has a simple design, safe for maintenance (the rotation of the churning mechanism takes place inside a stationary container), has reliability, manufacturability and low energy consumption.
Keywords: butter, churning, paddles, discs, productivity.
