1. Классификация оборудования для производства творога

Творог – это белковый кисломолочный продукт, который вырабатывается из нормализованного или обезжиренного молока методом его сквашивания. При этом могут применяться молочносвертываемые ферменты и хлорид кальция.

Оборудование для производства творога и творожных изделий можно разделить на оборудование для получения и обработки сгустка и оборудование для охлаждения, перетирания и перемешивания творожной массы.

Конструктивные особенности оборудования первой группы определяются способом производства творога.

При производстве творога обычным (традиционным) способом нормализованное молоко сквашивается в аппаратах непрерывного или периодического действия. К аппаратам непрерывного действия относятся многосекционный творогоизготовитель и коагуляторы, периодического – творогоизготовители и творожные ванны. После сквашивания молока сыворотка отделяется от образовавшегося сгустка либо в самих творогоизготовителях, либо в ваннах самопрессования, пресс-тележках или барабанных обезвоживателях.

При производстве творога раздельным способом обезжиренное молоко сквашивается с образованием сгустка в емкостях, а для отделения сыворотки от творожного сгустка применяют сепараторы.

В линиях производства творога малой и средней мощности вместо сепараторов используют ванны самопрессования и пресстележки. В комплектных более производительных технологических линиях производства творога (2,5–5,0 м³/ч по перерабатываемому молоку) творожный сгусток получают в емкостях, а затем последовательно пропускают через аппарат тепловой обработки и сепаратор для его обезвоживания.

Творог охлаждают в охладителях открытого и закрытого типов, а также в комбинированных аппаратах, позволяющих совмещать эту операцию с обезвоживанием творожного сгустка.

Для перетирания и перемешивания творожной массы используют вальцовки, смесители и куттеры.

Традиционный способ производства творога позволяет получить продукт требуемой жирности непосредственно в процессе переработки молока соответствующей жирности.

При раздельном способе необходимая жирность продукта обеспечивается смешиванием творога, полученного из обезжиренного молока, с соответствующим количеством охлажденных пастеризованных сливок. Охлажденные сливки резко понижают температуру творога, что препятствует повышению кислотности готового продукта и улучшает его вкусовые качества.

В процессе переработки молока на творог часть жира теряется. При этом чем больше исходная жирность сырья, тем выше относительные потери жира.

2. Оборудование для получения и обработки сгустка творога

Наиболее простым оборудованием для производства творога является комплект творожных ванн, состоящий из ванны для сквашивания ВК-2,5 вместимостью 1,5 м³ и ванны для самопрессования ВС-2,5 вместимостью 0,7 м³.

Ванна для сквашивания ВК-2,5 (рисунок 1) состоит из рабочего корпуса полуцилиндрической формы с теплообменной рубашкой, патрубков холодной и горячей воды, шиберного крана для слива продукта и четырех ножек для стационарной установки в цехе.

Рисунок 1 – Ванна для сквашивания ВК-2,5: 1 – шиберный кран; 2 – теплообменная рубашка; 3 – корпус; 4 – патрубок; 5 – патрубок наполнения; 6 – сливной патрубок

Ванна для самопрессования ВС-2,5 (рисунок 2) состоит из тележки с колесами и решетки. После заквашивания молока в рубашку подают горячую воду и поддерживают необходимую температуру сквашивания продукта. Затем горячую воду сливают и для охлаждения сгустка в рубашку подают холодную воду. Через шиберный кран готовым сгустком наполняют мешки и укладывают их на решетку в ванну для самопрессования. Сыворотка удаляется под действием собственной массы продукта, находящегося в мешках.

Рисунок 2 – Ванна для самопрессования ВС-2,5: 1 – решетка; 2 – тележка; 3 – корпус ванны; 4 – патрубок для слива сыворотки

Более совершенным оборудованием для производства творога являются творогоизготовители с прессующими ваннами или перфорированными вставками.

Творогоизготовитель с прессующими ваннами состоит из двух полуцилиндрических ванн (рисунок 3) для сквашивания вместимостью 2 м³ каждая, с торцевых сторон которых смонтированы стойки. На них горизонтально закреплена траверса с гидравлическим цилиндром. К штоку цилиндра крепится перфорированная полуцилиндрическая прессующая ванна. Для предотвращения попадания масла в продукт гидравлический цилиндр закрыт гильзой. В верхнем положении прессующая ванна удерживается поворотными упорами.

В процессе работы творогоизготовителя в нижней ванне образуется сгусток, который разрезается на кубики струнными ножами. Выделившаяся сыворотка отводится из ванны с помощью отборника. После этого верхняя прессующая ванна с надетой на нее фильтровальной тканью опускается в ванну с творожным сгустком.

Скорость опускания ванны и усилие прессования регулируются гидравлическим приводом. Сыворотка проходит через фильтровальную ткань внутрь перфорированной ванны и оттуда откачивается насосом. После окончания прессования верхняя прессующая ванна поднимается в исходное положение, а творог выгружается через люк в нижней части ванны в тележку и направляется в охладитель.

Рисунок 3 – Творогоизготовитель с прессующими ваннами: а – общий вид: 1 – ванна для сквашивания; 2 – прессующая ванна; 3 – траверса; 4 – стойка, 5 – гидравлический цилиндр; 6 – плита; 7 – поворотный упор; 8 – пульт управления; 9 – насос для откачивания сыворотки; 10 – гидросистема; б – отборник: 1 – рукоятка; 2 – запор; 3 – патрубок; 4 – перфорированный цилиндр

Отборник представляет собой перфорированный металлический цилиндр (рисунок 40, б) с глухим дном и патрубком, расположенным в нижней части. Перед установкой в ванну на перфорированный цилиндр надевают фильтровальную ткань. Отборник помещают в ванну вертикально, а патрубок вставляют в отверстие крана для слива сыворотки.

Творогоизготовитель с перфорированной вставкой выполнен на базе обыкновенной творожной ванны, внутрь которой вставлена перфорированная вставка, по форме аналогичная ванне.

После сквашивания молока вставка вместе с образовавшимся сгустком поднимается тельфером и сыворотка стекает в ванну. При необходимости сыворотку охлаждают и вновь подают в ванну. Опуская вставку в ванну, творог охлаждают, поднимают для отделения от сыворотки, после чего подают на фасование. Поточная технологическая линия производства творога традиционным способом в качестве основной машины включает многосекционный творогоизготовитель непрерывного действия (рисунок 4).

Рисунок 4 – Многосекционный творогоизготовитель непрерывного действия: 1 – приемник молока; 2 – корпус; 3 – спираль; 4 – направляющее колесо; 5 – сетка; 6 – щитки-сегменты; 7 – поддон; 8 – режущее устройство; 9 – рама; 10 – лоток

Он имеет горизонтальный цилиндрический корпус со спиралью по его внутренней поверхности, образующей семь отдельных секций вместимостью 0,55 м³ каждая. Двумя наружными направляющими корпус установлен на четыре опорных ролика, из которых два ведущих обеспечивают вращение корпуса с частотой 1–2 ч. Ролики получают вращение от электродвигателя через конический вариатор скорости, двухступенчатую червячную и цепную передачи. Все устройство размещено на раме.

Частично сквашенное молоко поступает в приемник с запорным клапаном, который отрегулирован на заданный уровень наполнения. В одной из секций (четвертой) установлено режущее устройство, состоящее из вертикальных и горизонтальных струнных ножей. Две последние секции – фильтрующие. Их стенки собраны из съемных сеток и решетчатых щитков-сегментов. Поддон служит для сбора сыворотки. Готовый продукт поступает на лоток. Молоко постепенно проходит от приемника молока по секциям, и в первых трех секциях за период в три оборота корпуса кислотность сгустка поднимается до 55–65 °Т, в четвертой секции сгусток разрезается, в пятой отделяется сыворотка. В последних двух секциях за два оборота сгусток обезвоживается. Производительность творогоизготовителя 250 кг/ч.

Наряду с многосекционным творогоизготовителем к аппаратам для образования сгустка непрерывного действия относят и коагуляторы – емкостные, змеевиковые и трубчатые.

Емкостный коагулятор – это цилиндрическая емкость с коническим днищем, в которую подают молоко, подсквашенное до кислотности 47–48 °Т. В результате смешивания молока с кислой сывороткой (180–220 °Т) образуется сгусток, который направляют на обезвоживание.

Змеевиковый коагулятор представляет собой трубу из нержавеющей стали в виде змеевика. В отличие от емкостного коагулятора в змеевиковом сгусток образуется в потоке.

Трубчатый коагулятор представляет собой одноходовой теплообменный аппарат, разделенный на два изолированных отсека. Первый предназначен для гидродинамической стабилизации молока, второй – для его нагревания. Коагулятор состоит из корпуса (рисунок 5 а), установленного на станине, двух трубчатых решеток и коллектора.

Корпус коагулятора разделен на девять сварных секций, расположенных одна над другой и разделенных герметичными перегородками (рисунок 5, б). Они не позволяют трубам прогибаться и способствуют увеличению скорости движения теплоносителя в межтрубном пространстве (рисунок 5, в). В каждой секции проходят восемь плоских труб из нержавеющей стали. Для входа и выхода ледяной и горячей воды имеются патрубки.

Рисунок 5 – Трубчатый коагулятор: а – общий вид: 1 – корпус; 2 – задняя крышка; 3 – коллектор; 4 – станина; 5 – передняя крышка; б – расположение каналов; в – схема движения продукта и теплоносителя в коагуляторе

Молоко с внесенными в него дестабилизаторами (молочная кислота, сычужный фермент и хлорид кальция) по мере продвижения по трубам коагулятора нагревается горячей водой, в результате чего образуется сгусток, который поступает на обезвоживание.

3. Оборудование для охлаждения творога

Для охлаждения творога применяют охладители и комбинированные установки, в которых совмещены операции обезвоживания сгустка и охлаждения творога.

При охлаждении творога, полученного традиционным способом, используют открытые и закрытые охладители, творога, выработанного раздельным способом, – трубчатые и пластинчатые.

Открытый охладитель (рисунок 6) состоит из вращающегося барабана, привода, загрузочного бункера и несущей конструкции. Внутри барабан снабжен теплообменной рубашкой, разделенной продольными перегородками для увеличения скорости движения хладоносителя, в качестве которого используют рассол. Он поступает в барабан и отводится из него через полые цапфы.

Рисунок 6 – Открытый охладитель творога: 1 – барабан; 2 – шнек; 3 – привод; 4 – валок; 5 – загрузочный бункер; 6 – нож

Над барабаном расположены загрузочный бункер для творога и валок, а под барабаном – шнек. Для снятия творога с барабана служит нож с прижимным устройством. Привод, сообщающий вращение барабану и шнеку, состоит из электродвигателя, червячного редуктора и цепной передачи.

Творог из загрузочного бункера поступает тонким слоем на поверхность барабана и за неполный оборот охлаждается, снимается ножом в желоб и шнеком подается на дальнейшую переработку. Толщина слоя, а следовательно, и степень охлаждения творога регулируются валком.

Закрытый охладитель ОТД выпускают в двух модификациях – с односторонним и двусторонним охлаждением творога. Первый представляет собой два горизонтальных цилиндра, внутри которых вращаются вытеснительные барабаны (рисунок 7). Каждый цилиндр снабжен теплообменной рубашкой и змеевиком для прохождения теплоносителя. Вытеснительные барабаны с обоих концов имеют по нескольку витков шнека, а в средней части – шарнирно закрепленные ножи. Приводной механизм охладителя состоит из цепной и клиноременной передач, редуктора и электродвигателя.

Рисунок 7 – Закрытый охладитель творога: 1 – конусный патрубок; 2 – разгрузочные витки; 3 – вытеснительный барабан; 4 – рубашка; 5 – цилиндр; 6 – змеевик; 7 – ножи; 8 – приемная часть барабана со шнеком; 9 – бункер, 10 – пульт управления; 11 – цепная передача; 12 – редуктор; 13 – клиноременная передача; 14 – вариатор скоростей; 15 – электродвигатель; 16 – станина

Из бункера охладителя творог захватывается витками вытеснительных барабанов и проталкивается слоем 12,5 мм между поверхностями барабанов и цилиндров С поверхностей цилиндров он непрерывно снимается и перемешивается ножами. Захваченный витками шнека творог выводится наружу через конусный патрубок.

Хладоноситель поступает одновременно в теплообменные рубашки обоих цилиндров через патрубки, соединенные коллектором. Частота вращения барабанов регулируется с помощью вариатора в пределах 0,13–0,21 с^–1.

4. Оборудование для перетирания и перемешивания творожной массы

Для получения необходимой консистенции творожной массы обезвоженный сгусток дополнительно перетирают на вальцовках.

Вальцовка для творога Е8-ОПУ (рисунок 8, а) состоит из левой боковины, бункера, правой боковины, рабочих валков, механизма регулирования зазора между валками и привода.

Рисунок 8 – Вальцовка для творога: а – общий вид: 1 – левая боковина; 2 – бункер; 3 – правая боковина; 4 – механизм регулирования зазора; 5 – рабочие вальцы; 6 – электродвигатель; 7 – нож (зона расположения); б – схема привода: 1 – рабочие валки; 2 – клиноременная передача; 3 – электродвигатель; 4 – маховички для регулирования зазора между валками; 5 – зубчатая передача

Привод включает электродвигатель (рисунок 8, б), клиноременную передачу и два цилиндрических зубчатых колеса, расположенные в левой боковине. Число зубьев колес неодинаково, поэтому валки имеют различную частоту вращения и вращаются в противоположном направлении. Зазор между валками (0,2–0,5 мм) регулируется маховичком. Перетертая творожная масса снимается с валков двумя ножами в лоток, расположенный под вальцовкой. Нанесение творога на валки осуществляется через приемный бункер. Производительность вальцовки 1,8–2 т/ч, мощность двигателя 5,5 кВт при частоте вращения ведущего и ведомого валков соответственно 2,776 и 1с^–1.

При раздельном способе производства творога применяют различные смесители. Простейшие из них имеют емкость с расположенным в ней перемешивающим устройством и привод. Более сложные оборудуют дозаторами для обезжиренного творога и сливок.

Смеситель творога СТ-1 смешивает обезжиренный творог с холодными сливками (рисунок 9). Камера смесителя с двумя вращающимися шнеками выполнена из нержавеющей стали. На выходе она имеет коническую выходную насадку.

Рисунок 9 – Смеситель творога СТ-1

Дозатор творога состоит из литого корпуса и двух секторов, вала, кулачковой полумуфты с зубом и полумуфты с пазами, отжимного ролика и упорной вилки. Дозатор сливок имеет поршень в корпусе, поворотный кран, систему рычагов и тяг, а также