一、過濾器的工作原理
過濾器是牛奶加工中實現初步雜質分離的關鍵設備,其核心原理是通過物理攔截作用,將原奶中的固態雜質與液態乳分離,根據結構和用途可分為多種類型,具體工作機制如下:
結構:由濾袋(多為聚丙烯或尼龍材質,孔徑通常為 1-100μm)、過濾器外殼及進出口管路組成。
原理:原奶在壓力作用下流入過濾器,通過濾袋時,大于濾袋孔徑的雜質(如塵埃、毛發、纖維等)被攔截在濾袋內,而牛奶則透過濾袋進入下游管路。濾袋的孔徑精度決定了過濾效果,通常用于粗濾階段。
特點:更換濾袋便捷,適用于去除較大顆粒雜質,成本較低。
結構:由交替排列的濾板和濾框組成,中間夾裝濾布(如棉布、合成纖維布)。
原理:原奶在泵的作用下壓入濾框與濾板形成的腔室,濾布作為過濾介質,雜質被攔截在腔室內,濾液通過濾布從濾板通道流出。過濾過程中,雜質會在濾布表面形成濾餅,進一步提升過濾精度(可達 0.5-10μm)。
特點:過濾面積大,可處理高雜質含量的原奶,適用于中精度過濾。
結構:包含旋轉的離心轉子和殼體,轉子上設有濾網或離心通道。
原理:原奶進入轉子后,在高速旋轉(通常轉速 2000-5000 轉 / 分鐘)產生的離心力作用下,密度較大的雜質被甩向轉子外側,通過濾網攔截或直接排出;而牛奶因密度較小向中心聚集,從出口流出。離心力可強化過濾效率,對細微雜質(如泥沙、細菌聚集體)的去除效果優于靜態過濾。
特點:自動化程度高,無需頻繁更換濾材,適用于連續生產中的精濾環節。
原奶→泵入過濾器→物理攔截(根據孔徑或離心力分離雜質)→過濾后的牛奶進入下一工序,雜質留存或排出。
凈乳機是利用離心力實現原奶凈化與除菌的核心設備,呼和浩特蒙特利萊機械有限公司的凈乳機結合專利技術(如 CN202021873942.8),在結構與功能上具備高效性和可靠性,其工作原理可拆解為以下環節:
結構:主要由轉鼓(內部設有多層碟片)、驅動裝置、進料系統和出料系統組成。轉鼓通過電機驅動高速旋轉(轉速可達 4000-10000 轉 / 分鐘)。
原理:
進料與分布:原奶通過進料管進入轉鼓中心,經分配器均勻導入碟片間隙。
離心力分離:轉鼓高速旋轉時,由于雜質(如泥沙、細菌、體細胞)的密度大于牛奶,在離心力作用下被甩向轉鼓內壁;而牛奶則向中心聚集,沿碟片通道上升至出口。
雜質排出:沉積在轉鼓內壁的雜質通過定期開啟的排渣口(或自動排渣裝置)排出,避免雜質堆積影響分離效果。
整體式結構:轉鼓與殼體采用一體化密封設計,減少傳統分體式結構的連接處漏液風險,提升設備密封性和衛生性。
雙出料管設計:
凈乳出料管:分離后的純凈牛奶從中心導出;
雜液出料管:雜質與部分液體形成的混合物從外側通道排出,避免雜質二次污染牛奶。
內置滅菌與清洗功能:
滅菌:通過在轉鼓內部設置高溫蒸汽通道(或外接滅菌裝置),在啟動前或停機后對內部進行高溫殺菌(如 121℃蒸汽滅菌),抑制微生物滋生。
清洗:配備自動 CIP(原位清洗)接口,通過高壓清洗液(酸 / 堿液)對碟片間隙和轉鼓內壁進行沖刷,清除殘留雜質,確保設備清潔。
凈乳:去除肉眼不可見的細微雜質(如直徑 0.1-10μm 的顆粒),提升牛奶澄清度。
除菌:通過離心力分離部分細菌(尤其是革蘭氏陽性菌,因密度較高易被甩離),配合后續殺菌工藝,可降低原奶中的微生物負荷。
原奶→進入凈乳機轉鼓→高速離心分離(雜質甩向內壁,牛奶向中心聚集)→凈乳從中心出口排出,雜液從外側排出→設備自動滅菌與清洗。
項目 | 過濾器 | 凈乳機 |
分離原理 | 物理攔截(孔徑過濾) | 離心力分離(密度差驅動) |
處理雜質類型 | 固態大顆粒、纖維等肉眼可見雜質 | 細微顆粒、細菌、體細胞等微小雜質 |
動力來源 | 泵壓(靜態過濾) | 電機驅動轉鼓高速旋轉(動態分離) |
精度范圍 | 1-100μm(粗濾至中濾) | 0.1-10μm(精濾與除菌) |
自動化程度 | 部分需人工更換濾材 | 全自動連續運行,自動排渣與清洗 |
通過過濾器與凈乳機的協同作用,原奶中的雜質被逐步清除,為后續殺菌、均質等工序奠定基礎,確保乳制品的品質與安全性。