تصنیــــع وتقییـــــــم أداء فــــــراز اللـــــــبن ذو الطــــــــرد المرکــــــــــزی

یعتبر اللبن غذاءً کاملاً ومهماً للصحة فهو یحوی کل العناصر الغذائیة ذات الطبیعة الخاصة مثل البروتینات والدهون والأملاح والفیتامینات والأنزیمات والسکریات التی تجعله غذاءً کاملاً ووظیفیاً فی نفس الوقت. وتعتبر قشدة اللبن هی الطبقة التی تتکون فوق سطح اللبن وتترکز فیها نسبة الدهن وهی تحتوى على جمیع المکونات الموجودة فی اللبن الکامل الذی تحضر منه ولکن بنسب متفاوتة. تدخل قشدة اللبن فی ترکیب جدار الخلیة والبروتوبلازم وتعتبر مصدراً هامــــاً للطاقة الحراریة وکثیراً من الفیتامینات تذوب فی الدهن (A,D,E,K) وبذلک تکون وسیلة لتحسین امتصاصها وحملها داخل الجسم. کما أنها تبعث علی الشبع لأنها تمکث مدة طویلة فی المعدة فلا یشعر الإنسان بالجوع بسرعة. وعلی العموم یقدر للشخص البالغ من 1– 2 جرام لکل کیلوجرام من وزنه، وکل جرام من الدهن یعطی 9.3 سعراً حراریاً عند أکسدته داخل الجسم.
یهدف هذا البحث إلى تصنیع وتقییم أداء فراز اللبن الأکثر شیوعاً لفصل القشدة من اللبن ألا وهو الفراز الرأسی ذو الأقراص الذی یعمل بقوة الطرد المرکزی. هذا الفراز صغیر الحجم، بسیط الترکیب وسهل التشغیل والصیانة کما أنه مناسب للمشاریع الصغیرة. من ناحیة أخرى فهو یساعد على التغلب على مشکلة الفرز الیدوی (طریقة الترقید) التی مازالت موجودة فی معظم قری الریف المصری مما یؤدی إلى توفیر النفقات وتجنب التکالیف العالیة.
تم تصنیع أجزاء فراز اللبن فی ورشة خاصة بمدینة الزقازیق وتم اختباره وتقییم أداءه بقسم الهندسة الزراعیة معمل الألبان بقسم علوم الأغذیة - کلیة الزراعة - جامعة الزقازیق. یترکب فراز اللبن من الأجزاء الآتیة:-
1. مصدر القدرة: یستمد الفراز حرکته الدورانیة من موتور کهربی قدرته واحد حصان میکانیکی (0.75 کیلووات) وذلک من خلال طارتین وسیر ناقل على شکل حرف (V).
2. جهاز نقل القدرة: تنقل القدرة من الموتور الکهربی إلى فراز اللبن بالسرعة المناسبة وذلک عبر طارتین وسیر ناقل على شکل حرف (V). الطارة الأولى بقطر 4.5 سم مرکبة على محور عمود
الموتور الکهربی، والطارة الثانیة بقطر 15.0 سم مرکبة على محور عمود الفراز.
3. وعاء اللبن: عبارة عن وعاء من الألومونیوم اسطوانی الشکل بقطر 53.0 سم وارتفاع    28.0 سم مخصص لاستقبال کمیة اللبن المطلوب فرزها. یوجد فی هذا الوعاء صنبور للتحکم فی کمیة اللبن الواصلة إلى الفراز.
4. وحدة الفرز (الفصل): تتکون وحدة الفرز من ثلاثة أجزاء رئیسیة هی:(القاعدة) وهی مصنوعة من الصلب بقطر 15.0 سم وسمک 0.5 سم. (مجموعة الأقراص) عددها 40 قرص مخروطیة الشکل بقاعدة کبرى لأسفل قطرها 15.0 سم وقاعدة صغرى قطرها 5.0 سم وارتفاع 7.0 سم بحیث توضع هذه الأقراص فوق بعضها البعض مکونةً مخروط الفرز الکلی.
وکل قرص یحتوی على ثلاث ثقوب بقطر 1.0 سم فی الجزء العلوی على محیط القرص. (الحافظة أو الغطاء) وهی مصنوعة من الصلب على شکل مخروط قاعدته الکبرى لأسفل بقطر 16.0 سم والقاعدة الصغرى بقطر 5.0 سم وارتفاع 9.0 سم. یتم ربط هذه المجموعة بواسطة صامولة سداسیة الأوجه من خلال التسنین الموجود فی نهایة العمود الموجود فی منتصف القرص الأول من أسفل.
تم دراسة عدد من المتغیرات لتقییم فراز اللبن بعد التصنیع والترکیب والتی تشمل استخدام معدلات مختلفة لتغذیة الفراز باللبن هی: 150 ، 250 ، 350 و400 کجم/س؛ درجات حرارة مختلفة للبن الفرز هی: 35 ، 37 ، 40 و42  درجة مئویة؛ سرعات دورانیة مختلفة للطرد المرکزی هی: 6000 ، 7000 ، 8000 و9000 لفة/د. وقد تم تقییم أداء هذا الفراز من خلال القیاسات التالیـة: کمیة القشدة ولبن الفرز، نسبة الدهن فی القشدة والبن الفرز، کفاءة الفرز، الطاقة النوعیة المستهلکة وتکالیف التشغیل اللازمة لعملیة الفرز لکل میجا جرام من اللبن.
وقد أظهرت النتائج المتحصل علیها ما یلی:
-    أعلى کمیة قشدة کانت 35 کجم/س عند سرعة دوران للفراز 8000 لفة/د ومعدل إضافة اللبن للفراز 400 لتر/س عند درجة حرارة للبن الخام 37 م°.
-    أعلى کفاءة لفراز اللبن فی فصل القشدة کانت 99.93 % عند سرعة دوران للفراز 8000 لفة/د ومعدل إضافة اللبن للفراز 150 لتر/س عند درجة حرارة للبن الخام 37 م°.
-    أقل قیمة للطاقة المستهلة وأقل قیمة لتکالیف تشغیل فراز اللبن کانت 25.14 کیلوات.س/میجا جرام و228.60 جنیه/میجا جرام، على الترتیب عند سرعة دوران للفراز 8000 لفة/د ومعدل إضافة اللبن للفراز 400 لتر/س عند درجة حرارة للبن الخام 37 م°.
-    وبالتالی یوصى باستخدام فراز اللبن المصنع محلیاً لفصل القشدة عن اللبن الخام للحصول على أعلى کمیة قشدة بأقل طاقة مستهلکة وأقل تکالیف تشغیل عند الظروف التالیة:-
-    معدل إضافة اللبن الخام إلى الفراز عند 400 لتر/س.
-    سرعة الدوران (الطرد المرکزی) عند 8000 لفة/د.
-    درجة حرارة اللبن الخام عند 37 م°.