Введение к работе
Актуальность ра.бдтц. Сливочное масло и множество производных от''него изделий является незаменимым продуктом шгтания для населения средних и северных климатических широт. На производство масла расходуется значительная часть ценнейшего продукта животноводства -молока, но из-за высокой стоимости масло недоступно значительной части населения, Одной из причин щсокой стоимости сливочного масла является сложность, дороговизна и невысокая эффективность маслодельного оборудования - в частности маслоизготовигелей непрерывного действия (МВД), которые широко используются в основных маслоироизво-дящих странах. Наметилась тенденция дальнейшего усложнения конструкций МИД, которые стали чрезвычайно дорогим оборудованием. Такие ШД, как Альборн-315, БУД-40иО, КМ-3000 представляют собой громадные по размерам машины, эксплуатационные расходы которых непомерно высоки. Техническая сложность МВД наводит на мысль о конструктивных излишествах и неоовершенстве. Несовершенство ЩЦ обусловлено отсутствием четкости в представлениях о физико-: лмичвской сущности процессов сбивания сливок, механической обработки масла, регулировании содержания влаги, оптимальности технологических параметров.
Также вашим направлением снижения стоимости масла является разработка для метода непрерывного сбивания ресурсосбереганцих технологических режимов выработки разновидностей сливочного масла с уменьшенным содержанием молочного жира, исключая при атом потери ценных питательных веществ с пахтой. '
"эль и задачи работы. Прилагая усилия по развитию .разработок АД.Грищенко, Ф.А.Р-тпемирского, Н.Н.1ипатова в данной области, цель работы формулировалась так: рассмотреть основные технологические операции сбивания сливок и обработки масляного зерна в свете классических положений технической механики жидкостей и физико-химической механх-и дисперсных структур, разработать аналитические выражения взаимозависимостей параметров, которые, исключая элементы эмпирики, позволили бы вести конструкторский расчет ЩЦ и обосновать равдочальные .приемы и параметры получения масла непрерывным сбиванием.
Из поставленной це.*и вытекали следувдие задачи:
-
развить представление об особенностях формирования структуры и консистенции сливочного масла;
-
определить движущую сиг;г процесса сбивания в сбивальных
цилиндрах МВД, найти критерий динамического подобия цилиндров сбивания;
-
рассмотреть процесс механической обработки масла с позций физико-химическоЕ механики дисперсных структур, оцределяя двикущуі силу и меру обработки;
-
разработать направления сшлллифпкапди конструкции МВД;
-
обосновать технологические способы воздействия на структу] ио-шхаяическяе показатели оливе жого масла;
-
подготовить технологическую базу производства сливочного масла на МВД без отделения пахты;
-
изыскать оптимальные режимы и приемы осуществления других технологических операции производствм масла (сепарирование молока, пастеризация, физическое созревание сливок), позволяющие рациональным образом использовать сырье, снизить производственные затраты, достигнуть шеокун степень интенсивности производства.
Натчная новизна,. Исходя из фундаментального закона внутренне го трения жидкости Ньютона градиент скорости определен как мера интенсивности механического воздействия и движущая сила в процессах сбивания сливок и обработки масляного зерна. Градиент скорости можно подсчитывать по формулам, используемым в теориях вискозиметрии. На той же основе разработаны формулы расчета производительности цилиндров сбивания ЩЦ, потребляемой ыешадкоа сбивания мощности, оптимальной величины зазора мэвду краем лопасти и внутренней поверхзостьы цшшндра сбивания, меры сбивания и механической обработки. Разработан критерий динамического подобия цшшндров сбивания ІВД. Расчитано и уточнено время процесса сбивг іля, являющееся функцией градиента скорости. Развито представлені об особенностях формирования структури сливочного масла, изменениях его структурно-механических показателей, что позволило объяснить влияние температуры сбивания, интенсивности- обработки на реологические показатели. Сформулировано положение, согласно которому стенень дисперсности твердой *)азы молочного зада является одним из доминантных факторов, определяющих структурно-механические показатели масла, но отличительной особенностью изменений степени дисперсности является образование вторичных дисперсных частиц - сферолитов. Ламинарный характер течения сливйк в сбпвателе ШД определен как предпочтительный.
Практическая значимость, используя научные результаты било разработано питакщвэ устройство для полутерметических молочных и гворсйпнх сепараторов, позволяющее повысить их производительность; существенно уточнены температуры' сбивания сливок в весенне-летнее и осенне-зимнее время; прредложены дополнительные средства управления консистен'щей масла - изменения температур сбивания, интенсивности обработки, скорости охтаядеяия славок и их жнрнэсти; разработана и внедрена ресурсосберегаицая технология низкокалорийного сливочного масла "городского"; разработаны мероприятия по существенному упрощению конструкции МВД; предложена конструкция регулятора потока сливок в 1Щ; повышена производительность масло-изготовителя АІ-0І0 - более 2,2 раза- по сравнению с паспортной.
При выработке "городского" сливочного масла по разработашой ресурсосберегающей технологии ( без отделения пахты) на Гренайс-ком маслозаводе получен экономический эффект в 311 руб. на тонну* продукта (в ценах І986-Ї9Я9 г.).
Апробация, работы. Ряд положений и разработок со ссылками на автора диссертации изложены в монографиях А.Грищенко "Сливочное масло", М., I98G г, и А.Белоусова "Физико-химические процессы в производстве мрела сбиванием сливок", М., IS84 г. На новые технические решения получено десять авторских свидетельств. Важнейшие осязаемые результат (ухудшение разделятцей способности сепаратора при турбулизанди потока, повышение производительности маслоизготовителя) зафиксированы комиссиями специалистов. Материалы диссертации докладывались на республиканских, межреспубликанских научных и практических конференциях с 1967 по 1991 г. в Каунасе, Санкт-Петербурге, Москве, Расейняй, Угличе.
Материалы диссертации обсуждены и одобрены на заседании кафедры товароведения Вильнюсского университета (1992.01.14).
Публикации. Основные результаты и положения работы изложены в двенадцати статьях трудов Литовского филиала ВНИИШ, пяти статьях журнала "Молочная промышленность", описаниях десяти авторами бвидетельств, трех брошюрах и др.
Объем и структура работы. Диссертация в виде научного доклада изложена на 58 страницах текста, включает 6 рисунков и 12 таблиц, содержит 9 подразделов экспериментальных исследований.
