Принцип действия гомогенизаторов клапанного типа заключается в следующем. Молоко в цилиндре гомогенизатора с помощью плунжера сжимается до давления 15...20 МПа. Выход его из цилиндра возможен только при подъеме клапана, который прижат к седлу пружиной. Она отрегулирована таким образом, что позволяет перемещаться клапану только при достижении в цилиндре рабочего давления. При прохождении молока через узкую круговую щель между седлом и клапаном скорость его возрастает от нулевой до 100 м/с и выше. Давление в потоке резко падает, и капля жира, попавшая в такой поток, вытягивается, а затем в результате действия сил поверхностного натяжения дробится на более мелкие капельки-частицы.
При работе гомогенизатора на выходе из клапанной щели часто наблюдаются слипание раздробленных частичек и образование «гроздьев», ухудшающих эффект гомогенизации. Чтобы этого избежать, применяют двухступенчатую гомогенизирующую головку (рис. 5.2). Обе ступени устроены одинаково. В двухступенчатых головках на второй ступени устанавливается рабочее давление, на первой — давление, равное 75% рабочего.
Рис. 5.2. Гомогенизирующая головка:
1 — седло клапана; 2 — клапан; 3 — шток; 4 — нажимной винт; 5 — стакан; Б — пружина; 7,8 — корпусы
Гомогенизация может происходить только при условии, что молочный жир находится в жидком состоянии, поэтому гомогенизируемый продукт должен иметь температуру 45...85 °С. Обе ступени устроены одинаково. В двухступенчатых головках на второй ступени устанавливается рабочее давление, на первой — давление, равное 75% рабочего. Гомогенизация может происходить только при условии, что молочный жир находится в жидком состоянии, поэтому гомогенизируемый продукт должен иметь температуру 45...85 °С.
Гомогенизатор с двухступенчатой гомогенизирующей головкой А1 -ОГМ-5 состоит из станины (рис. 5.3), корпуса, плунжерного блока, гомогенизирующей головки, привода и кривошипно-шатунного механизма. Станина изготовлена из швеллеров и снаружи обшита листовой сталью. Внутри ее установлен электродвигатель на плите, которая крепится к станине шарнирно на двух кронштейнах.
Плунжерный блок состоит из корпуса плунжеров, манжетных уплотнений, всасывающих и нагнетательных клапанов и седел клапанов.
При работе одной плунжерной пары жидкость поступает к гомогенизирующей головке пульсирующим потоком. В целях его выравнивания в гомогенизаторе применен трехплунжерный насос, приводимый в действие коленчатым валом, у которого колена смещены на 120° относительно друг друга.
Рис. 5.3. Гомогенизатор А1-0ГМ-5:
1— электродвигатель; 2 — станина;
3 — кривошипно-шатунный механизм с системой смазки и охлаждения;
4 — блок плунжерный с гомогенизирующей и манометрической головками и предохранительным клапаном;
5 — манометрическая головка;
6 — гомогенизирующая головка
К плунжерному блоку болтами крепятся двухступенчатая плунжерная головка, манометрическая головка и предохранительный клапан, расположенный с противоположной стороны гомогенизирующей головки. Манометрическая головка имеет дросселирующее устройство, позволяющее уменьшить амплитуду колебаний стрелки манометра во время работы гомогенизатора. Кривошипно-шатунный механизм состоит из коленчатого вала, установленного на двух конических роликовых подшипниках, шатунов и ведомого шкива. Шатуны соединены с ползунами шарнирно. Привод гомогенизатора включает в себя электродвигатель и ременную передачу.
Если при гомогенизации необходимо исключить доступ микроорганизмов к обрабатываемому продукту, то применяются специальные асептические гомогенизирующие головки. В таких головках в пространство, ограниченное двумя уплотнительными элементами, подается горячий пар под давлением 30...60 кПа. Эта высокотемпературная зона служит барьером, препятствующим попаданию бактерий в цилиндр гомогенизатора.