Курсовой проект

Пластинчатая пастеризационно-охлаждительная установка для молока производительностью 10000 л/ч

Введение

В целях значительного увеличения производства продуктов питания намечены меры по увеличению объемов переработки молока, улучшению ассортимента и повышению качества молочных продуктов. Осуществление этих мер связано с реализацией задач агропромышленного комплекса и техническим перевооружением отраслей пищевой промышленности, в том числе молочной.

При техническом перевооружении молочной промышленности предусматривается использование высокопроизводительного технологического оборудования, изготовление комплектов машин, аппаратов и поточных технологических линий, обеспечивающих повышение производительности труда, освоение нового технологического оборудования и автоматизированных линий для розлива молока и оборудования для упаковки молочных продуктов.

Одной из основных задач, поставленных Продовольственной программой, является завершение в период до 1990 года перевооружения молочной промышленности на новой технической основе, обеспечивающей повышение технического уровня, качество и надежность используемых машин и аппаратов.

В настоящее время машины и аппараты периодического действия все больше вытесняются оборудованием непрерывного действия, что позволяет увеличить объем производства и значительно повысить эффективность использования техники.

Научно-технический прогресс в молочной промышленности способствует внедрению новых способов обработки и переработки молока на основе применения прогрессивного, наиболее высокопроизводительного оборудования. При использовании такого оборудования очень важно максимально сохранить первоначальные свойства молока и его составных частей. Поэтому обязательным условием рационального технического оснащения предприятия является соблюдение технологических требований к вырабатываемому продукту.

Современная технология базируется на большом опыте развития техники переработки молока. Возрастают роль и значение мировой науки, в которую советские ученые внесли существенный вклад.

Машины и аппараты для выработки молочных продуктов, а также для проведения операций, предшествующих обработке или переработке и подготовке продуктов к реализации, должны отвечать следующим условиям:

высокая производительность и технологически оптимальное воздействие на обрабатываемый продукт;

минимальные затраты на единицу продукта, вырабатываемого на технологических линиях с включением соответствующих машин и аппаратов;

герметизация процесса;

автоматизированный контроль и регулирование рабочих процессов;

безразборная мойка и использование стандартных моющих средств.

Технологическое оборудование разнообразно. В основу его классификации можно положить различные признаки: структуру рабочего цикла, степень механизации и автоматизации, принцип сочетания элементов машины в производственном потоке, функциональный признак.

Функциональный признак положен в основу классификации технологического оборудования в программе курса «Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности» и структуры настоящего учебника. Оборудование подразделяют на оборудование хранения и транспортировки, для механической и тепловой обработки молока, выработки молочных продуктов, подготовки продуктов к реализации и общезаводского назначения.

Оборудование хранения и транспортировки включает транспортные цистерны и емкости хранения молока, емкости технологического и межоперационного назначения и трубопроводы, насосы и пневматические транспортные системы. Как правило, в этом оборудовании не должно происходить каких-либо изменений в структуре продукта. Исключение составляют лишь емкости технологического назначения, в которых такие изменения задаются.

К оборудованию для механической, тепловой обработки молока относят фильтры, фильтр-прессы и мембранные фильтрационные аппараты, гомогенизаторы и гомогенизаторы-пластификаторы, сепараторы и центрифуги, а также установки для термовакуумной обработки, нагреватели и охладители. В этом оборудовании достигается определенный технологический эффект. Однако составные части остаются неизменными, т. е. при концентрации отдельных составных частей после смешивания можно получить первоначальный продукт.

К оборудованию для выработки молочных продуктов относят пастеризационные и стерилизационно-охладительные установки, фризеры и морозильные аппараты, маслоизготовители и систему машин для изготовления сыра, для сгущения и сушки молочных продуктов; к оборудованию для подготовки продуктов к реализации - машины для фасовки и упаковки молочных продуктов, оборудование для подготовки тары к наполнению (бутылкомоечные машины и др.), приборы для учета количества и оценки качества продуктов в технологических линиях.

Описание технологического процесса

Приемка и подгатовка сырья

Подогрев, очистка

т = (35 40) С

Охлаждение и промежуточное хранение

Нормализация

Подогрев

т = (40 5) С

Гомогенизация

т = (60 65) С

Р = (10 15) МПа

Пастеризация

т = (76 С, τ = 20 сек

Топление

т = (95 99) С

Охлаждение и

промежуточное хранение

Расфасовка и упаковка

Хранение и реализация

Приёмка молока и другого сырья осуществляется по массе и качеству, установленному лабораторией предприятия. Качество молока оценивается в соответствии с ГОСТ 52054 на молоко коровье-сырье.

Сразу же после приёмки молоко подогревают до температуры (35 40)С и очищают на центробежных молокоочистителях или другом оборудовании без подогрева. Для очистки сырого молока рекомендуется также использовать бактериофугу со специально встроенным герметичным сепаратором для удаления бактерий из молока. После этого молоко напрявляют на переработку или охлаждают до температуры С и хранят в резервуарах промежуточного хранения. Хранение молока, охлажденного до температуры 4 С, до переработки не должно превышать 12 ч, охлажденного до температуры 6 С – 6 ч.

Нормализация молочного сырья осуществляется с целью стандартизации состава готового продукта по массовой доле жира и/или сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО). Нормализация молока по массовой доле жира может осуществляться двумя способами: периодический способ и непрерывный способ.

После нормализации молоко подогревают до температуры (40 5) С и очищают на сеператорах-молокоочистителях. Подогрев идёт в секции рекуперации пластинчатого пастеризатора. Затем молоко вновь подогревается до температуры (60 65) С и подается на гомогенизатор, где и гомогенизируется при давлении (10 15) Мпа. Гомогенизации рекомендуется подвергать, в том числе маложирные и классические виды молока для улучшения вкуса.

После гомогенизации молоко поступает на пастеризацию в пластинчатую установку и пастеризуется при температуре (76 С с выдержкой 20 сек. При производстве топленого молака пастеризация проводится при температурах (9599) С. Затем проводится топление молока.

После пастеризации или топления молоко охлаждают до температуры С. Охлаждение идёт на пластично пастеризационно-охлаждительной установке. После этого молоко направляют в резервуар для промежуточного хранения или непосредственнона розлив. Допускается хранить пастеризованное охлажденное молоко до розлива в течение не более 6 ч. И при этой температуре молоко может храниться от 36 ч до 10 суток.

Описание работы установки

Вмолочной промышленности для пастеризации и стерилизации молока и молочных продуктов применяют пастеризационные и стерилизационные установки, а также стерилизаторы.

Пастеризационные установки бывают пластинчатого и трубчатого типов. Пастеризационные установки пластинчатого типа, или пастеризационно-охладительные, предназначены для пастеризации и охлаждения в потоке питьевого молока, молока при выработке кисломолочных продуктов, сливок и смеси мороженого, пастеризационные установки трубчатого типа - для пастеризации в потоке молока и сливок.

Пастеризационно-охладительные установки для питьевого молока различают по производительности. Выпускают пастеризационно-охладительные установки производительностью 3000, 5000, 10000, 15 000 и 25 000 л/ч.

Пастеризационно-охладительные установки производительностью 3000 и 5000 л/ч имеют ряд узлов и деталей одинаковой конструкции. В этих аппаратах размещение секций по отношению к главной стойке одностороннее. В первом аппарате использованы теплопередающие пластины ленточно-поточные П-2, а во втором – сетчато-поточные АГ-2. В пастеризационно-охладительных установках производительностью 10 000, 15 000 и 25 000 л/ч применены пластинчатые аппараты с двусторонним расположением секций по отношению к главной стойке. В первых двух аппаратах использованы ленточно-поточные пластины П-2, в третьем – сетчато-поточные ПР - 0,5М.

Наиболее распространенной является пастеризационно-охладительная установка производительностью 10 000 л/ч.

Из молокохранильного отделения молоко подается в уравнительный бак 1 , который имеет поплавковый регулятор уровня 2. При работе установки постоянный уровень в уравнительном баке поддерживается регулятором, что способствует стабильной работе центробежного насоса и предотвращает перелив молока из бака. Далее молоко центробежным насосом 3 нагнетается в первую секцию рекуперации I пластинчатого аппарата 5. Между центробежным насосом и пластинчатым аппаратом установлен ротаметрический регулятор 4, который обеспечивает постоянство производительности установки. В первой секции рекуперации молоко нагревается до температуры (40 – 45)°С и поступает в сепаратор-молокоочиститель 6, где происходит его очистка. Установка может иметь один сепаратор-молокоочиститель с центробежной выгрузкой осадка или два сепаратора-молокоочистителя без центробежной выгрузки, работающих поочередно. После очистки молоко, нагреваясь до температуры (65 – 70)°С во второй секции рекуперации II , по внутреннему каналу переходит в секцию пастеризации III , где нагревается до температуры пастеризации (76 – 80)°С. После секции пастеризации молоко выдерживается в выдерживателе 7 и возвращается в аппарат, где предварительно охлаждается в секциях рекуперации I и II и окончательно до конечной температуры – в секциях водяного охлаждения IV и рассольного охлаждения V .

На выходе из аппарата установлен возвратный клапан 15. Он регулирует направление потока пастеризованного охлажденного молока к фасовочным автоматам или в уравнительный бак для повгорной пастеризации при нарушении режима пастеризации.

Горячая вода для нагревания молока подается в секцию пастеризации насосом 16. Из этой секции охлажденная вода, после того как она отдаст тепло молоку, возвращается в бачок-аккумулятор 17. Вода нагревается до температуры (78 – 82)°С паром в пароконтактном нагревателе 21.

В пароконтактный нагреватель подается пар регулирующими клапанами подачи 18 и 19.

На выходе пастеризованного молока из секции пастеризации установлен датчик температуры 8, который связан с автоматической системой регулирования температуры пастеризации посредством клапана 19 и возврата молока на повторную пастеризацию посредством клапана 15. Датчик температуры 12 предназначен для контроля температуры охлажденного пастеризованного молока.

Установка снабжена показывающими манометрами для контроля давления молока после сепаратора-молокоочистителя 9, для контроля давления холодной воды 10, для контроля давления рассола 13, для контроля давления греющего пара 20, 22 и 23.

Расчёт

Исходные данные для расчета :

Производительность……………………………G 1 = 2,77кг/с (10000 кг/ч)

Начальная температура молока………………………………...t 1 = 4 °С

Температура пастеризации………………….…………………..t 3 = 75 °С

Конечная температура молока…………………………….……..t 6 .= 4° С

Коэффициент рекуперации тепла………………………………..ɛ = 0,76

Начальная температура горячей воды………………….……..t ’ г = 79 °С

Кратность горячей воды……………………………………..…..n г = 4

Начальная температура холодной воды……………….………..t ’ в = 8 °С

Кратность холодной воды…………………………………….....n в = 3

Начальная температура ледяной воды…………………………..t ’ л = +1 °С

Кратность ледяной воды………………………………………...n л = 4

Температура молока после секции водяного охлаждения……..t 5 = 10 °С

Общее допустимое гидравлическое сопротивление……….. Δ P = 500 кПа (5 кгс/см 2)

Средняя удельная теплоемкость молока………………….c M = 3880 Дж /(кг.°С)

Плотность молока…………………………………………..ρ M . = 1033 кг/м 3

Удельная теплоемкость холодной и горячей воды……… с в = с г = с л = 4186 Дж/(кг.°С)

Аппарат намечено изготовлять на базе пластин типа П-2 с горизонтальными гофрами ленточно-поточного вида

Основные данные пластины:

рабочая поверхность F 1 = 0,21 м 2

рабочая ширина b = 0,315 м

приведенная высота L n = 0,800 м

площадь поперечного сечения одного канала f 1 = 0,00075 м 2

эквивалентный диаметр потока d ϶ = 0,006 м

толщина пластины δ = 0,00125 м

коэффициент теплопроводности материала пластины λ CT = 16 Вт/(м.°С)

Для пластины данного типа действительны уравнения теплоотдачи и потерь энергии:

Еu = 760 Rе -0,25 ; ξ = 11,2 Re -0,25

Решение

1. Определение начальных и конечных температур, вычисление температурных напоров и параметров S:

а. Секция рекуперации тепла:

Температура сырого молока в конце секции рекуперации тепла (при входе в секцию пастеризации) :

t 2 = t 1 + ( t 3 - t 1 ) ɛ = 4 + (75 – 4) 0,76 = 57,96°С ≈ 58°С

Температура пастеризованного молока после секции рекуперации (при входе в секцию охлаждения водой) :

t 4 = t 1 + ( t 3 – t 2 ) = 4 + (75 – 58) = 21°С

Средний температурный напор в секции рекуперации при характерной для нее постоянной разности температур:

= t 3 – t 2 = 75 – 58 = 17°С

Тогда симплекс:

S рек =
°С

б. Секция пастеризации:

Температура горячей воды при выходе из секции пастеризации молока из условий баланса тепла:

t ’’ г = t ’ г –
( t 3 – t 2 ) = 79 –
(75 – 58) = 75,06°С

Средний температурный напор при:

Δ t б = t ’’ г – t 2 = 75,06 – 58 = 17,06°С

Δ t м = t ’ г – t 3 = 79 – 75 = 4°С

определим по формуле:

S n =

в. Секция охлажденияводой:

Температура холодной воды, выходящей из водяной секции:

t ’’ в = t ’ в +
( t 4 – t 5 ) = 8 +
(21 – 10) = 11,4°С

Средний температурный напор при:

Δ t б = t 4 – t ’’ в = 21 – 11,4 = 9,6°С

Δ t м = t 5 – t ’ в = 10 – 8 = 2°С

найдем из уравнения:

Тогда симплекс:

S n =

г. Секция охлаждения ледяной водой:

Температура ледяной воды на выходе из аппарата:

t ’’ л = t ’ л +
( t 5 – t 6 ) = 1 +
(10 – 4) = 2,4°С

Средний температурный напор для секции охлаждения ледяной водой при:

Δ t б = t 5 – t ’’ л = 10 – 2,4 = 7,6°С

Δ t М = t 6 – t ’ л = 4 – 1 = 3°С

определим по формуле:

Тогда симплекс:

S л =

2. Отношение рабочих поверхностей и допустимые гидравлические сопротивления по секциям:

Выбираем ориентировочно следующие значения коэффициентов теплопередачи по секциям (в Вт/(м 2 .°С) :

секция рекуперации k рек = 2900

секция пастеризации k п = 2900

секция водяного охлаждения k в = 2320

секция охлаждения ледяной водой k л = 2100

Отношение рабочих поверхностей секции составляет

Принимая меньшее из этих отношений за единицу, можем написать

F рек: F п : F в : F л = 1,92:1,15: 1,71: 1

Принимая распределение допустимых гидравлических сопротивлений соответствующим распределению рабочих поверхностей и допуская небольшое округление, получим Δ P рек: Δ P п: Δ P в: Δ P л = 1,92:1,15: 1,71: 1

Так как общее допустимое гидравлическое сопротивление согласно заданию Δ P =5.10 5 Па, то, можем написать:

Δ P рек + Δ P п + Δ P в + Δ P л = 5.10 5 Па

Так как отношение сопротивлений уже известно, то в соответствии с ним распределим сопротивления по секциям следующим образом:

Δ P рек = 166 000 Па

Δ P п = 99 500 Па

Δ P в = 148 000 Па

Δ P л = 86 500 Па

3. Определение максимально допустимых скоростей продукта в межпластинных каналах по секциям:

Для условий работы данного аппарата целесообразно определить лишь максимально допустимые скорости в секциях для движения продукта. Гидравлические сопротивления по стороне движения рабочих сред малы, так как мала длина соответствующих трактов.

Это позволяет выбрать скорости рабочих сред из условий соблюдения приемлемой кратности по отношению к молоку, причем при наличии условий, циркуляции и повторного использования можно выбирать большие значения.

Предварительно задаемся вспомогательными величинами: ожидаемый коэффициент теплоотдачи молока ориентировочно - α м = 5000 Вт/(м 2 .°С).

Средняя температура стенки:

в секции рекуперации

в секции пастеризации

в секции водяного охлаждения

в секции охлаждения ледяной водой

Коэффициент общего гидравлического сопротивления:

в секции рекуперации ξ р = 1,6

в секции пастеризации ξ п = 1,4

в секции водяного охлаждения ξ в = 1,95

в секции охлаждения ледяной водой ξ л = 2,2

Используя эти данные, определим максимально допустимые скорости движения молока:

а) в секции рекуперации

б) в секции пастеризации

в) в секции водяного охлаждения

г) в секции охлаждения ледяной водой

Полученные значения скорости для секций почти совпадают между собой. Наличие значительной разницы свидетельствовало бы об ошибке в вычислении или неправильном распределении допустимых гидравлических сопротивлений.

Объемная производительность аппарата:

Определяем число каналов в пакете, приняв ω м = 0,57 м/с:

Так как число каналов в пакете не может быть дробным, округляем до т = 6

Уточняем в связи с этим величину скорости потока молока:

Скорость холодной воды принимаем равной скорости молока:

ω в = ω м = 0,59 м/с

Скорость циркулирующей горячей воды и ледяной воды принимаем:

ω г = ω л = 2ω м = 1,18 м/с

4. Средняя температура, число Рг, вязкость и теплопроводность продукта и рабочих жидкостей:

Число Рг, кинематическую вязкость v и теплопроводность продукта и рабочих жидкостей определяем при средних температурах жидкостей, пользуясь справочными данными.

а. Секция рекуперации тепла:

Средняя температура сырого молока (сторона нагревания) :

Для молока при этой температуре

Pr = 9,6 ; λ м = 0,524 Вт/(м.°С)

ν = 1,27.10 -6 м 2 /с

Средняя температура пастеризованного молока (сторона охлаждения) :

Этой температуре молока соответствуют

Pr = 5,7 ; λ м = 0,575 Вт/(м.°С)

ν = 0,87.10 -6 м 2 /с

б. Секция пастеризации:

Средняя температура горячей воды (сторона охлаждения) :

Pr = 2,30 ; λ м = 0,671 Вт/(м.°С)

ν = 0,38.10 -6 м 2 /с

Средняя температура молока (сторона нагревания)

Pr = 4,0 ; λ м = 0,611 Вт/(м.°С)

ν = 0,63.10 -6 м 2 /с

в. Секция охлаждения молока водой:

Средняя температура холодной воды (сторона нагревания)

Pr = 9,7 ; λ м = 0,572 Вт/(м.°С)

ν = 1,32.10 -6 м 2 /с

Этой температуре молока соответствуют

Pr = 17,4 ; λ м = 0,476 Вт/(м.°С)

ν = 2,07.10 -6 м 2 /с

Средняя температура ледяной воды (сторона нагревания)

Этой температуре воды соответствуют

Pr = 12,9 ; λ м = 0,557 Вт/(м.°С)

ν = 1,8.10 -6 м 2 /с

Средняя температура молока (сторона охлаждения)

Этой температуре молока соответствуют

Pr = 24,0 ; λ м = 0,455 Вт/(м.°С)

ν = 2,6.10 -6 м 2 /с

5. Вычисление числа Рейнольдса:

Число Рейнольдса вычисляем по вязкости при средних температурах жидкостей в каждой секции

а. Секция рекуперации тепла:

Для холодного молока:

Для горячего молока;

б. Секция пастеризации:

Для молока:

Для горячей воды:

Для молока:

Для воды:

г. Секция охлаждения молока ледяной водой:

Для молока:

Для ледяной воды:

6. Определение коэффициента теплопередачи:

Для определения коэффициентов теплоотдачи α 1 и α 2 пользуемся формла для пластин типа П-2:

Nu = 0,1 Rе 0,7 Рг 0,43 (Рг / Рг ст) 0,25

или

Отношение (Рг/Рг С т) 0,25 может быть принято в среднем для всех секций:

по стороне нагревания 1,05

по стороне охлаждения 0,95

а. Секция рекуперации тепла:

Для стороны нагревания сырого молока:

Для стороны охлаждения пастеризованного молока:

Коэффициент теплопередачи с учетом термического сопротивления стенки толщиной 1,25 мм:

б. Секция пастеризации:

Для стороны нагревания молока:

Для стороны охлаждения горячей воды:

Коэффициент теплопередачи:

С учетом постепенного отложения пригара уменьшаем эту величину при расчете до k п = 2800 Вт/(м 2 .°С), чтобы обеспечить устойчивую работу пастеризатора.

в. Секция охлаждения молока водой:

Для стороны нагревания воды:

Коэффициент теплопередачи:

г. Секция охлаждения молока ледяной водой:

Для стороны нагревания воды:

Для стороны охлаждения молока:

Коэффициент теплопередачи:

7. Расчет рабочих поверхностей секции числа пластин и числа пакетов:

а. Секция рекуперации тепла:

Рабочая поверхность секции:

Число пластин в секции:

Число пакетов X определяем, зная число каналов в пакетах m = 8 получено выше):

Принимаем Х рек = 6 пакетов

б. Секция пастеризации молока:

Рабочая поверхность секции равна:

Число пластин в секции:

Число пакетов в секции на стороне молока:

Принимаем X п = 3 пакета.

в. Секция охлаждения молока водой:

Рабочая поверхность секции:

Число пластин в секции:

Число пакетов в секции:

Если число пакетов в результате расчета оказывается дробным, то следует решить вопрос или об увеличении числа пакетов до ближайшего большего числа, или об уменьшении числа каналов в пакетах данной секции.

При уменьшении числа каналов скорость потока увеличится, что следует учесть при определении потребного напора. На теплопередаче уменьшение числа каналов скажется незначительно в сторону увеличения и его можно не учитывать.

В нашем случае сохраним компоновку пакетов и округлим полученное значение до Х в = 5 пакета.

Небольшой запас рабочей поверхности, полученный вследствие округления числа пакетов до ближайшего большего числа, компенсирует снижение среднего температурного напора при смешанном потоке.

г. Секция охлаждения молока ледяной водой:

Рабочая поверхность секции:

Отклонения могут быть лишь в результате того, что в расчете были допущены усреднения некоторых параметров и округлены число каналов и число пакетов в ту или другую сторону.

Для проверки этого отклонения и соответствия фактического гидравлического сопротивления допустимому в заключение следует сделать контрольный расчет общих гидравлических сопротивлений по тракту движения продукта. Кроме того, необходимо вычислить гидравлические сопротивления для рабочих жидкостей.

Гидравлическое сопротивление для каждой секции определяют по формуле

Сделаем такой расчет для всех секций, учитывая, что для принятого типа пластин коэффициент сопротивления единицы относительной длины канала определяется:

ξ = 11,2 Re -0,25

а. Секция рекуперации тепла: (X = 6)

Для потока холодного нагреваемого молока при
= 2551:

Сопротивление секции составит:

г. Секция охлаждения молока ледяной водой: (X = 2)

Для потока молока при Rе л = 1246 получим:

Сопротивление секции будет разно:

Общее гидравлическое сопротивление аппарата по линии движения моло-. ка составит:

Расчет показывает, что распределение сопротивлений по секциям несколько отличается от полученного предварительно в первом приближении, однако общее сопротивление близко к исходному допустимому гидравлическому сопротивлению 0,5 МПа.

Техника безопасности

Пастеризатор-охладитель устанавливают на полу цеха молочного завода без фундамента строго по уровню, используя регулирующие устройства ножек аппарата. После осмотра всех элементов аппарата, убедившись в их исправности и чистоте, а также в правильном расположении теплообменных пластин в соответствии с их нумерацией, его собирают.

Пластины и промежуточные плиты вручную передвигают по тягам на рабочие места. Для уменьшения усилий во время сдвига пластин и плит необходимо рабочие поверхности тяг и резьб зажимных устройств слегка смазывать. Окончательно прижимают теплообменные пластины и плиты винтовым зажимом с помощью специального ключа.

Необходимую для герметичности степень сжатия тепловых секций определяют стрелкой, нанесенной на верхней и нижней распорках, которая должна совпадать с центром вертикальной распорки обеих тяг. При этом, учитывая наличие двухвинтового зажима, необходимо производить равномерную затяжку каждым винтовым устройством во избежание перекоса.

Перед пуском установки в работу ее обязательно чистят, моют и стерилизуют горячей водой, а при безразборной мойке - моющими средствами с помощью специальных для этих целей установок. Безразборная мойка, при которой моющие растворы циркулируют в замкнутой системе с отключенным молокоочистителем, допустима лишь в том случае, если отсутствуют детали, изготовленные из бронзы и алюминия.

Для прекращения работы установки выключают подачу молока и вместо него подают воду. После вытеснения молока из аппарата выключают пар, горячую воду и рассол, выключают молокоочистители, обесточивают щит управления и выпускают весь рассол. После этого всю установку подвергают санитарной обработке. Во время чистки и мойки нельзя пользоваться металлическими щетками и другими абразивными материалами.

При высокотемпературной пастеризации необходимо аппарат снабжать защитным кожухом.

В нерабочее время нельзя оставлять рассол в аппарате; он должен быть полностью слит, а секции промыты, иначе срок службы пластин сократится из-за их коррозии.

Стойки и другие чугунные части следует чаще протирать тканью, покрытой небольшим слоем консистентной смазки, что придает аппарату хороший внешний вид и защищает окрашенные части.

В процессе эксплуатации изнашиваются резиновые прокладки на пластинах пастеризатора. Износ прокладок компенсируется последовательным увеличением степени поджатая пластин. Максимальное поджатие за риску на тягах допускается на величину 0,2 мм, ... для получения обезжиренного молока для производства. Сгущение проводят для концентрации составных частей молока ... производительного цикла на 11,3%, увеличивает среднегодовую выработку сгущенного обезжиренного молока ... вакуум-выпарной установки «Ангидро» ...

Отчет по практике в фабрика мороженого Инмарко

Отчет по практике >>

Сырое молоко подается на пластинчатую пастеризационно -охладительную установку ОКЛ-10. В установке молоко ... производительностью линии 5000 л/ч, в состав линии входит пастеризационно – охладительная установка марки Н17 и гомогенизатор Rannie. Смесь для ...

Проект технологической линии производства сливочного масла методом периодического сбивания

Реферат >> Промышленность, производство

... Для сепарирования молока принимаем сепаратор-сливкоотделитель марки Ж5-ОСН-С, имеющий производительность по молоку 10000 ... Пастеризацию сливок проводим в пластинчатой пастеризационно -охладительной установке марки А1-ОКЛ-1 с производительностью 1000 л/ч ...

Первичная обработка молока на молочно-товарной ферме ОАО ГВАРДЕЕЦ Чебоксарского района

Реферат >> Промышленность, производство

... пластинчатых пастеризационно – охладительных установок Показатель А1-ОКЛ-3 А1-ОКЛ-5 Производительность , л/ч 3000 5000 Температура, о С молока ... имеет большую производительность . Трубчатые пастеризационные установки : служат для обработки молока в закрытом...

Пастеризационно-охладительные установки

В любом молочном производстве не обойтись без пастеризационно-охладительной установки - теплообменного аппарата, который позволяет обрабатывать молоко и молочные смеси. Пастеризация - вообще незаменимый процесс при производстве молочной продукции, служащий для её обеззараживания (уничтожения микроорганизмов) и консервации. Поэтому пастеризационно-охладительная установка является одним из основных видов оборудования, участвующего в технологической цепочке производства, кроме того, она позволяет разнообразить ассортимент выпускаемой продукции.Для изготовления теплообменников ООО «Авангард» использует только пластины с бесклеевым креплением резиновых уплотнений. Уплотнения выдерживают температуру до 130°С, что позволяет полностью исключить высокотемпературную пастеризацию в трубчатых пастеризаторах при обогреве паром. Новая форма теплообменных пластин позволяет повысить коэффициент теплопередачи и коэффициент регенерации, делать установки компактнее и экономичнее. Специально продуманный профиль пластин позволяет избежать образованию мертвых зон в теплообменнике.

Для пастеризации продукта разработана и внедрена замкнутая циркуляционная система нагрева воды. Данная система позволяет производить пастеризацию от 60 до 125°С с затратами энергии пара только на нагрев продукта.

В наших пастеризационно-охладительных установках используется только «мягкий» режим пастеризации, с разницей температур между теплоносителем и продуктом не более 2°С, что исключает пригар и коагуляцию белка на теплообменник пластинах. Наши установки снабжены системой сигнализации при превышении разницы температур между теплоносителем и продуктом, что указывает на необходимость мойки теплообменника, и не позволяет производить некачественную пастеризацию!

При работе установки вместе с сепаратором, гомогенизатором, или другим дополнительным оборудованием возможна плавная регулировка производительности, и поддержание постоянного давления продукта на выходе.

Комплектация установок автоматическим клапаном с позиционером обеспечивает охлаждение продукта до заданной температуры с точностью 0,5 ºС.

В зависимости от модели пастеризационно-охладительные установки могут различаться производительностью и температурным режимом, но при соблюдении всех требований качество полученного продукта остаётся неизменным.

Комбинированные пастеризационно-охладительные установки типа ОПТ-3

Назначение: Предназначены для пастеризации и охлаждения молока, смесей мороженого, молочных и других пищевых продуктов в закрытом потоке.

Принцип работы

Продукт поступает в уравнительный бак (1) с поплавковым регулятором уровня. Центробежным насосом (2) из уравнительного бака продукт подается в секцию регенерации пластинчатого аппарата (3) для теплообмена с пастеризованным продуктом. Из секции регенерации продукт поступает в секцию пастеризации (4) и на переключающий клапан (5) . Если температура пастеризации соответствует заданной, продукт поступает на выдерживатель (6) , секцию регенерации, где охлаждается сырым продуктом, в секции охлаждения и выходит из установки. Если температура пастеризации ниже заданной, то по сигналу управляющей аппаратуры автоматически происходит переключение клапана (5) и продукт направляется в уравнительный бак.

Параметры теплоносителя регулируются автоматически в зависимости от температуры продукта.
Управление работой установки осуществляется с пульта управления (7) .

Позвоните и закажите:

Технические характеристики:

Пастеризационно-охладительные установки для молока

Предназначена для очистки, пастеризации и охлаждения молока в непрерывном тонкослойном закрытом потоке при автоматическом контроле и регулировании технологического процесса.

Проектируются и изготавливаются производительностью от 1000 до 25000 л в час по перерабатываемому молоку.

В состав установки входит:

пластинчатый аппарат

трубчатый теплообменник

выдерживатель емкостной

выдерживатель трубчатый

бак приемный

бойлерный узел


Технические характеристики:

	А1-ОКЛ-3	А1-ОКЛ2Л-5	А1-ОКЛ-10	А1-ОКЛ-15
Производительность, л/час	3000	5000	10000	15000
Температура, °С
Продукта на входе в аппарат	5...10	5...10	5...10	5...10
Нагрева в аппарате	76...80	76...80	76...80	76...80
Охлаждения	2...6	2...6	2...6	2...6
Ледяной воды	+1	0...1	+1	0...1
Кратность ледяной воды	4	3	3	2
Давление, МПа
Ледяной воды	0,15	0,15	0,25	0,3
Греющего пара	0,3	0,3	0,3	0,45
Рабочее в аппарате	0,3	0,3	0,35	0,35
Поверхность теплообмена пластины, м²	0,2	0,2	0,2	0,55
Число пластин, шт.	76	122	249	182
Коэффициент регенерации, %	85	88	85	90,5
Потребление за час работы:
	45	80	173	185
электроэнергии, кВт	9	10	12,5	11,7
холода (отводимого тепла), кВт	15,7	11,71	16,3	7,9
Габаритные размеры, мм	3700х3530х2500	3700х3600х2500	5400х3500х2500	4685х3850х2500
Занимаемая площадь, м²	13,1	13,3	19	18
Масса установки, кг	2000	1990	2800	4400


Технические характеристики:

Производительность в час, л	не менее 25000
Производительность, л/час	3000
Температура молока, °С: поступающего в аппарат
Пастеризации	76…80
Охлаждения	2…6
Возврата недопастеризованного	75
Поступающего на очистку	65…71
Давление пара перед регулирующим клапаном, МПа	0,45…0,6
Потребление пара, кг/ч	не более 364
Температура хладоносителя (ледяной воды), ° С	0…1
Давление ледяной воды перед аппаратом, МПа	не менее 0,3
Температура (горячей воды) теплоносителя, ° С	79…100
Мощность установленных электродвигателей, кВт	35
Потребление электроэнергии, кВт/ч	не более 32
Коэффициент регенерации, %	85
Занимаемая площадь, м²	25
Габаритные размеры, мм	не более 6410х3900х2500
Масса установки, кг	6200

Молоко и молочные продукты пастеризуют в специальных емкостях, трубчатых пастеризационных установках, а также в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках.

К первым относятся ванны длительной пастеризации и универсальные ванны.

Трубчатая пастеризационная установка (рис. 4.4) состоит из трубчатого аппарата, двух центробежных насосов, возвратного клапана, кон- денсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Основной элемент установки - двухцилиндровый теплообменный аппарат, состоящий из верхнего и нижнего цилиндров, соединенных между собой трубопроводами. В торцы цилиндров вварены трубные решетки, в которых развальцовано по 24 трубы диаметром 30 мм. В трубных решетках из нержавеющей стали выфрезерованы короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб. В результате образуется непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцы цилиндров закрыты крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга.

Рис. 4.4.

1 - центробежные насосы для молока; 2 - конденсатоотводчики; 3, 4 - патрубки для отвода конденсата; 5, 6, 7, 8 - молокопроводы; 9 - возвратный

клапан; 10 - регулирующий клапан подачи пара; 11 - предохранительные клапаны; 12 - паропровод; 13 - манометры для пара; 14 - патрубок для выхода пастеризованного молока; 15 - манометр для молока; 26 - пульт управления;

17 - верхний цилиндр; 18 - нижний цилиндр; 19 - рама

Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится при помощи термодинамических конденсатоотводчиков. Нагреваемое молоко движется во вну- тритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндры. На входе установлен клапан, регулирующий подачу пара, а на выходе молока из аппарата - возвратный клапан, при помощи которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, расположенным также на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока.

Обрабатываемый продукт из накопительной емкости первым центробежным насосом подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до 50...60°С и переходит во второй цилиндр. Здесь он пастеризуется при 80...90°С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. В трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В процессе теплообмена сливки подаются в цилиндры пастеризатора одним центробежным насосом. Скорость перемещения молока двумя насосами выше, чем одним, и составляет 2,4 м/с.

К преимуществам трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми относятся значительно меньшие количество и размеры уплотнительных прокладок, а к недостаткам - большие габариты и высокая металлоемкость; кроме того, при чистке и мойке этих установок требуется свободное пространство со стороны торцов цилиндров теплообменного аппарата.

Трубчатые установки эффективны тогда, когда дальнейший процесс обработки молока проводят при температуре, незначительно отличающейся от температуры пастеризации.

Пастеризационно-охладительные установки применяют для тепловой обработки молока, сливок и смеси мороженого. Конструкция каждой из таких установок имеет свои особенности, которые отражены при описании оборудования для производства различных молочных продуктов.

В состав пастеризационно-охладительных установок, применяемых при производстве питьевого молока, обычно входят уравнительный бак, центробежные насосы для молока и горячей воды, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, система нагрева воды и шкаф управления. В зависимости от производительности такие установки могут иметь различное число секций в пластинчатом аппарате, а также отличаться способом нагрева теплоносителя. Технологическая схема автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установки производительностью 1000 л/ч приведена на рис. 4.5.

Центробежный насос предназначен для забора молока из уравнительного бака и подачи его в пластинчатый аппарат. Для исключения подсоса воздуха в насос в уравнительном баке при помощи поплавкового механизма поддерживается определенный уровень молока (не менее 300 мм). Невыполнение этого условия приводит к пенообра- зованию, которое снижает эффективность пастеризации.

В главной передней (рис. 4.6, а) и вспомогательной задней стойках пластинчатого аппарата закреплены концы верхней и нижней горизонтальных штанг. Верхняя предназначена для подвески теплообменных пластин. По периферии каждой пластины в специальной канавке уложена большая резиновая прокладка, герметично уплотняющая канал.

В пластинах сделаны отверстия с небольшими кольцевыми прокладками. После сборки пластин в аппарате образуются две изолированные системы каналов, по которым перемещаются молоко и охлаждающая жидкость.

Пластинчатый аппарат снабжен теплообменными пластинами из нержавеющей стали, которые разбиты на пять секций: первая и вторая ступени регенерации, пастеризации, охлаждения артезианской водой и охлаждения ледяной водой. Некоторые пластинчатые аппараты имеют одну секцию регенерации. Секции отделены друг от друга специальными промежуточными плитами, по углам которых установлены штуцеры для подвода и отвода жидкостей. На пластине выбиты порядковые номера, те же номера указаны на схеме компоновки пластин.



Рис. 4.5.

1 - пластинчатый аппарат; 2 - сепаратор-молокоочиститель; 3 - молочный

насос; 4 - уравнительный бак; 5 - пульт управления; 6 - выдерживатель;

7 - водяной насос; 8 - конвекционный бак; 9 - инжектор; 10 - клапан, регулирующий подачу пара; 11 - перепускной электрогидравлический клапан;

I, II - секции регенерации; III - секция пастеризации; IV - секция охлаждения холодной водой; V - секция охлаждения ледяной водой

Пластины прижаты к стойке плитой и прижимными устройствами. Степень сжатия тепловых секций определяют по таблице со шкалой, размещенной на верхней и нижней распорках. Нулевое деление устанавливают по оси болта вертикальной распорки, оно соответствует минимальному сжатию, обеспечивающему герметичность аппарата.

В установках большой производительности секции пластинчатых аппаратов расположены по обе стороны от главной стойки (рис. 4.6, б).

Сепаратор-молокоочиститель служит для очистки молока. При использовании очистителя с центробежной выгрузкой осадка устанавливают один сепаратор, с ручной - два.

Выдерживатель - один из основных элементов пастеризационноохладительных установок. В нем молоко выдерживается при температуре пастеризации в течение определенного времени (20 или 300 с), необходимого для завершения бактерицидного действия температуры.




Рис. 4.6.

а - с односторонним расположением секций: 7,2,11, 12 - штуцеры;

• 3 - передняя стойка; 4 - верхнее угловое отверстие; 5 - малая кольцевая резиновая прокладка; 6 - граничная пластина; 7 - штанга; 8 - нажимная плита;
• 9 - задняя стойка; 10 - винт; 13 - большая резиновая прокладка;
• 14 - нижнее угловое отверстие; 15 - теплообменная пластина; б - с двусторонним расположением секций: 1 - зажимное устройство;
• 2 - нажимные плиты; 3 - первая секция рекуперации; 4 - штуцер для вывода молока из секции рекуперации и подачи его к сепаратору-молокоочистителю;
• 5 - вторая секция рекуперации; 6 - штуцер для ввода молока в секцию рекуперации после выдерживателя; 7 - секция пастеризации; 8 - главная стойка; 9 - секция водяного и рассольного охлаждения; 10 - штуцер для подачи пастеризованного молока; 11 - распорка; 12 - ножка; 13 - штуцер для выхода рассола; 14 - штуцер для выпуска пастеризованного молока из секции пастеризации и подачи его в выдерживатель; 15 - штуцер для подачи молока в секцию рекуперации после сепаратора-молокоочистителя; 16 - штуцер для выпуска горячей воды; 17 - штуцер для выхода холодной воды; 18 - штуцер для подачи рассола;
• 19 - штуцер для подачи пастеризованного молока в секцию водяного охлаждения;
• 20 - разделительные плиты; 21 - штуцер для подачи сырого молока

Выдерживатель состоит из одного или четырех цилиндров, которые крепятся на трубчатых опорах. В некоторых установках выдерживатель выполнен в виде четырех секций, каждая из которых представляет собой спираль, изготовленную из трубы диаметром 60 мм.

При обработке молока, полученного от здоровых животных, в работе участвует одна секция. В случае обработки молока от больных животных оно пропускается последовательно через все четыре секции выдерживателя. Таким образом, время выдержки молока при прочих равных условиях зависит от вместимости выдерживателя.

Возвратный, или перепускной, электрогидравлический клапан служит для автоматического переключения потока молока на повторную пастеризацию при снижении его температуры в секции пастеризации.

Система нагрева промежуточного теплоносителя пастеризационноохладительной установки состоит из конвекционного бака, насоса горячей воды, инжектора, клапана подачи пара и трубопроводов.

Бак служит для сбора, выравнивания температуры и отвода излишков воды.

Инжектор предназначен для смешивания пара с водой, циркулирующей между конвекционным баком и секцией пастеризации установки. Количество пара, поступающего в инжектор, регулируется клапаном в зависимости от заданной температуры пастеризации молока.

Для циркуляции горячей воды в системе инжектор - пластинчатый аппарат - конвекционный бак применяют центробежный насос 2К 20/18 или 2К 20/30.

В пастеризационно-охладительной установке с электронагревом промежуточного теплоносителя (Б6-ОП2-Ф1) вместо конвекционного бака с инжектором используют электрический водонагреватель - емкость цилиндрической формы вместимостью около 40 л, на крышке которой размещены электронагревательные элементы. Для подпитки и поддержания постоянного уровня воды на корпусе емкости смонтирован уравнительный бак. Избыток воды из водонагревателя удаляют при помощи переливной трубы. Уровень воды в емкости контролируется специальным измерителем, который отключает нагревательные элементы при снижении уровня ниже нормы.

Работа пастеризационно-охладительной установки при производстве питьевого молока заключается в следующем. Молоко из емкости (см. рис. 4.5) направляется самотеком или под напором в уравнительный бак, откуда насосом подается в первую секцию регенерации пластинчатого аппарата. Подогретое до 37...40°С, оно поступает в моло- коочиститель для очистки от механических примесей и направляется на дальнейший подогрев во вторую секцию регенерации и секцию пастеризации, где нагревается до 90°С.

Из секции пастеризации молоко через электрогидравлический перепускной клапан направляется в выдерживатель, находится там в течение 300 с, далее поступает в секции регенерации для отдачи теплоты встречному потоку молока, поступающему в аппарат. После этого оно попадает последовательно в секции охлаждения водой и рассолом, где охлаждается до 8°С, и выходит из установки.

Охлаждается молоко артезианской и ледяной водой или рассолом, которые поступают от холодильной установки. Охлаждение молока до температуры не выше 8°С возможно только при нормальной кратности подачи воды и рассола в секции охлаждения. Весь процесс пастеризации регулируется автоматически.

Требуемая температура пастеризации поддерживается электронным мостом. Регулировка плавная. Температура пастеризации молока записывается на диаграммной ленте контрольного прибора. Звуковая и световая сигнализация включается при снижении температуры пастеризации ниже 90°С.

Наряду с косвенным обогревом продукта, когда молоко обрабатывается горячей водой, подогретой паром или электронагревателями, в. некоторых пастеризаторах в качестве источника прямого нагрева продукта применяют инфракрасные нагреватели. В пастеризаторах небольшой производительности молоко подается на обработку инфракрасным излучателем тонким слоем.

В пастеризаций нно-охладителъной установке УОМ-ИК-1 (рис. 4.7) кроме секций инфракрасного электронагрева имеются выдер- живатель и пластинчатый теплообменный аппарат.



Рис. 4.7.

• -молоко,---холодная вода,---ледяная вода,
• - х- подача водопроводной воды,----сброс воды при мойке
• 1 - секция инфракрасного электронагрева; 2 - выдерживатель;
• 3, 15 - термометры; 4 - смотровой участок; 5,6 - трехходовые краны;
• 7 - секция охлаждения ледяной водой (рассолом); 8 - секция охлаждения водой; 9 - секция регенерации; 10 - манометр; 11 - пластинчатый теплообменник; 12, 13 - вентили; 14 - перепускной клапан; 16 - термометр сопротивления; 17 - кран; 18 - уравнительный бак; 19 - насос; 20 - моечный трубопровод; 21 - емкость для хранения молока

Секция инфракрасного нагрева состоит из трубок кварцевого стекла U-образной формы с отражателями из анодированного алюминия. В секции 16 трубок (10 основных, 4 регулирующие режим нагрева и 2 дополнительные), на которые навита спираль из нихрома. Трубки включены в сеть параллельно.

Выдерживатель состоит из двух последовательно соединенных труб из нержавеющей стали.

В пластинчатом теплообменнике имеются секция регенерации и две секции охлаждения.

Молоко поступает в уравнительный бак и из него насосом последовательно подается в секции регенерации, инфракрасного нагрева и выдерживатель. После выдерживателя пастеризованное молоко проходит секцию регенерации, передавая тепло холодному молоку, и последовательно проходит секции охлаждения водой и рассолом.

Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки по сравнению с другими типами тепловых аппаратов обладают определенными преимуществами:

• малый рабочий объем аппарата, что позволяет приборам автоматики более точно отслеживать ход технологического процесса (в пластинчатой установке рабочий объем для продукта и теплоносителя в 3 раза меньше, чем в трубчатой такой же производительности);
• способность работать достаточно эффективно при минимальном тепловом напоре;
• минимальные теплопритоки и потери теплоты и холода (тепловая изоляция обычно не требуется);
• существенная экономия (80...90%) теплоты в секциях регенерации (удельный расход пара в пластинчатых аппаратах в 2...3 раза меньше, чем в трубчатых, и в 4...5 раз меньше, чем в емкостных теплообменниках);
• малая установочная площадь (пластинчатая установка занимает примерно в 4 раза меньшую поверхность пола, чем трубчатая аналогичной производительности);
• возможность менять число пластин в каждой секции, что позволяет адаптировать теплообменный аппарат к конкретному технологическому процессу;
• возможность безразборной циркуляционной мойки аппаратуры.

Наиболее высокими технологическими показателями среди отечественных тепловых аппаратов обладают модульные автоматизированные пастеризационно-охладительные установки с электронагревом «Поток Терм 500/1000/3000».

Особенность этих установок - высокий коэффициент регенерации тепла (0,9), система подготовки горячей воды с электронагревом и четырехсекционный пластинчатый теплообменник (две секции регенерации, секция пастеризации и секция охлаждения). В теплообменнике резиновые прокладки выполнены из патентованного материала и соединены с пластинами специальными зажимами, т.е. без помощи клея. Основные технические характеристики установок данного типа приведены в табл. 4.1.

Основные технические данные пластинчатых пастеризационно-охладительных установок для молока

Таблица 4.1

Показатель
Производительность, л/ч
Температура молока на входе в аппарат,°С:
нагрева (пастеризации)
охлаждения
Коэффициент регенерации, не менее
Время выдержки молока при температуре пастеризации, с
Температура хладоносителя,°С
Кратность хладоносителя
Давление подводящей магистрали, кПа, не менее
Установленная мощность, кВт
Мощность, потребляемая установкой в режиме пастеризации, кВт
Габаритные размеры, мм	2150 х 900 х х 1845	2150 х 900 х х 1845	2715 х 1225 х х 2215
Занимаемая площадь, м 2
Масса установки, кг

Кроме автоматизированных выпускаются также модульные полуавтоматические пастеризационно-охладительные установки «Поток Терм 3000/5000/10000», в которых продукт нагревается до температуры пастеризации паром давлением 300 кПа. Расход пара в этих установках составляет соответственно 60, 100 и 173 кг/ч.

Наряду с пастеризаторами, в которых в качестве источника прямого нагрева молока используются инфракрасные лучи, разработаны и получают все большее распространение установки для пастеризации молока, работа которых основана на использовании ультрафиолетового излучения. Применение таких установок позволяет значительно снизить металло- и энергоемкость технологического процесса пастеризации молока, улучшить его качество и сократить потери, сохраняя при этом полезные компоненты продукта (белки, жиры, витамины).

Принцип работы пастеризаторов данного типа заключается в бесконтактном воздействии ультрафиолетового излучения на специально сформированный тонкослойный поток молока.

Так, пастеризаторы типа УФО имеют пять типоразмеров (табл. 4.2), различающиеся между собой размерами или размерами и формой.

Таблица 4.2

Основные технические данные пастеризаторов типа УФО

Все пастеризаторы этого типа устроены одинаково: корпус, в котором размещены распределитель молока, верхнее и нижнее облучающие устройства с пастеризационными пластинами и блок питания. Распределитель молока состоит из клапана-оросителя, к которому по трубопроводу подается молоко. Облучающие устройства представляют собой специальные газоразрядные лампы и отражатели. Конструкция верхнего и нижнего облучающих устройств одинаковы.

Работает пастеризатор следующим образом. Молоко через отверстия клапана-оросителя подается тонким слоем на верхнюю пастеризационную пластину и, стекая по ней, проходит через интенсивный поток ультрафиолетовых лучей, испускаемых облучающим устройством. Через отверстия верхнего сборника-оросителя молоко поступает на нижнюю пастеризационную пластину, где повторно обрабатывается нижним облучающим устройством. Пастеризованное молоко с нижней пастеризационной пластины стекает в сборник, а из него - в приемную емкость.

В блоке питания пастеризатора установлена пускорегулирующая аппаратура, обеспечивающая работу верхнего и нижнего облучающих устройств. В пастеризаторах производительностью 1000 л/ч и более пускорегулирующая аппаратура размещена в отдельном шкафу.

Для периодической мойки пастеризаторов содовым раствором и водой все их рабочие органы, соприкасающиеся с молоком, выполнены легкосъемными.

Пастеризаторы типа УФО относятся к безнапорным аппаратам и при использовании молочного насоса для подачи молока последний необходимо комплектовать запорным клапаном, обеспечивающим напор 0,1...5 м водяного столба.

Одним из перспективных направлений совершенствования пастеризационных установок является применение в них роторных нагревателей, специальная конструкция которых позволяет за счет молекулярного трения частиц обрабатываемого продукта нагревать последний до заданной температуры. Температура тепловой обработки продукта зависит от времени его нахождения в роторном нагревателе и может регулироваться в широких пределах. Одновременно с этим продукт подвергается гомогенизации.

Высокотемпературный пастеризатор молока с роторным нагревателем ПМР-0,2 ВТ (рис. 4.8) производительностью 500, 1000 и 1800 л/ч предназначен для пастеризации, выдержки, фильтрации и охлаждения молока. Его можно использовать совместно с доильной установкой или автономно. При необходимости пастеризатор настраивают на режим стерилизации молока.




Рис. 4.8.

• 1 - пульт управления; 2 - термометр сопротивления; 3 - автоматический клапан возврата; 4 - вход молока; 5 - приемный бак; 6 - молочный насос; 7 - фильтр; 8 - пластинчатый теплообменный аппарат; 9 - выход молока;
• 10 - выдерживатель; 11 - кран проходной; 12 - роторный нагреватель

Удельные затраты электроэнергии по сравнению с затратами при работе других установок в данном аппарате снижены в 2,5...3 раза, а площадь, занимаемая им, не превышает 1,5 м 2 .

Молоко из емкости для хранения поступает в приемный бак и молочным насосом подается в фильтр и далее в пластинчатый теплообменник. В секции регенерации аппарата молоко подогревается за счет теплоты, передаваемой от продукта, поступающего из выдерживателя, и подается в роторный нагреватель. Температура обработки молока в нагревателе измеряется термометром сопротивления и отображается при помощи цифрового индикатора на пульте управления.

В случае нарушения заданного режима пастеризации молоко с помощью автоматического клапана возврата направляется на повторную обработку. Нагретое до требуемой температуры молоко подается в выдерживатель, где оно находится 15...20 с, а затем последовательно перемещается через секции регенерации и охлаждения пластинчатого теплообменного аппарата.

Пастеризатор оснащен электронным управлением, что позволяет непрерывно контролировать его рабочие параметры.

Основные технические данные пастеризатора ПМР-0,2 ВТ различных модификаций приведены в табл. 4.3.

Таблица 4.3

Основные технические данные пастеризаторов с роторным нагревателем

Показатель	ПМР-0,2ВТ	ПМР-0,2-1ВТ	ПМР-0.2-2ВТ
Производительность,
Температура молока, °С:
поступающего на обработку
пастеризации
Длительность выдержки молока при температуре пастеризации, с
Температура охлажденного молока (при температуре хладоносителя 1...3°С и при интенсивности подачи не менее 1,5 м 3 /ч),°С
Длительность прогрева установки, мин
Тип фильтра	Нетканый или сетчатый
Установленная мощность, кВт
Габаритные размеры установки, мм	1100 х 750 х х 1500	1100 х 1000 х х 1500	1200 х 1100 х х 1500
Масса установки, кг

Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки предназначены для очистки от механических загрязнений, пастеризации с заданной выдержкой и охлаждения молока. Они применяются на животноводческих фермах, на мини-заводах сельскохозяйственных предприятий и на крупных перерабатывающих комбинатах. Для пастеризации молока в условиях ферм широкое распространение получила установка Б6-ОП2-Ф-1, не требующая при работе пара от котельной. Ее технические данные, а также краткие характеристики других пластинчатых установок приведены в табл. 3.11.

Установка Б6-ОП2-Ф-1 (рис. 3.34) состоит из пластинчатого теплообменного аппарата 4, центробежного молокоочистителя 6, трубчатого выдерживателя 11, молокоприемного бака 8, молочного насоса 7, насоса горячей воды 1, электроводонагревателя 2, водо- и молокопроводов, перепускного клапана 10, пульта управления 9.

Пластинчатый теплообменный аппарат имеет пять секций: I - пастеризации; II и III - регенерации; IV - охлаждения артезианской водой; V - охлаждения ледяной водой. Секции разделены между собой разделительными плитами, имеющими штуцеры для подвода и отвода соответствующей жидкости.

Рабочий процесс установки полностью автоматизирован. Молоко из уравнительного бака 8 подается насосом 7 в секцию регенерации первой ступени III, в которой подогревается теплотой встречного потока молока до температуры 37...40 °С. Из секции III подогретое молоко поступает в сепаратор-очиститель 6. Очищенное молоко направляется на дальнейший подогрев до температуры 55...65°С в секцию регенерации второй ступени II, а затем в секцию пастеризации I, где нагревается циркулирующей водой до температуры 76...95°С (в зависимости от заданного режима) и через перепускной клапан 10 подается в выдерживатель 11, где находится в течение 20 или 300 с. Из вьдерживателя молоко последовательно поступает в секции II и III регенерации, отдает теплоту встречному потоку молока, далее в секции IV и V, где охлаждается холодной, затем ледяной водой до температуры 2...8 °С и направляется в резервуар-термос. До заданной температуры пастеризации молоко нагревается в секции I горячей водой, перекачиваемой насосом 1 по замкнутому контуру: электроводонагреватель 2 - насос 1 - секция I теплообменника - электроводонагреватель.

Выдерживатель с электроводонагревателем обеспечивает нагрев воды для пастеризации молока и выдержку при температуре пастеризации в течение заданного времени.

Змеевик выдерживателя выполнен из нержавеющей стали. Верхняя его секция служит для выдержки при температуре пастеризации молока от здорового стада в течение 20 с. При необходимости обработки молока от больных животных (бруцеллез, ящур и др.) верхнюю и нижнюю секции соединяют перемычкой последовательно, и молоко проходит выдержку 300 с.

На выдерживателе установлен корпус электроводонагревателя, в котором размещены нагревательные элементы (ТЭНы). Вода в подогреватель поступает из уравнительного бачка с поплавковым регулятором уровня. В центре корпуса от верха его расположена сливная труба, а в нижней части концентрично ей приварены отводящая труба с фланцем, от которого идет подвод к водяному насосу.

I ...V - секции пластинчатого теплообменника; 1 - насос горячей воды; 2 - электрово­донагреватель; 3 - трубопровод возврата горячей воды; 4 - пластинчатый теплообменник;

5 - молокопровод; 6 - молоко-очиститель; 7 - молочный насос; 8 - молокоприемный бак; 9 - пульт управления; 10 - перепускной клапан; 11 - выдерживатель

Рисунок 3.34 – Схема пастеризационно-охладительной установки

Подогрев воды осуществляется тремя группами ТЭНов: пусковыми, основными и регулировочными. Пусковые ТЭНы включаются электронным мостом. Первичный сигнал об изменении температуры молока подается от термопреобразователя, установленного на пути горячего молока из секции пастеризации.

Для контроля за температурой охлажденного молока на выходе из секции охлаждения ледяной водой установлен манометрический термометр. Заданная температура пастеризации молока поддерживается автоматически с помощью перепускного электрогидравлического клапана 10, который служит для переключения потока молока на повторный подогрев в случае снижения температуры пастеризации.



Рисунок 3.35 – Схема движения потоков молока, горячей, холодной и ледяной воды

При расчете пастеризационных установок (рис. 3.35) следует принимать следующие параметры:

заданный температурный режим пастеризации и охлаждения молока;

температура сырого молока на входе в секцию регенерации 1-й ступени может быть в пределах от 10 до 35 °С;

Сепаратор-молокоочиститель установки обеспечивает качественную очистку молока, выходящего из секции регенерации 1-й ступени при температурах 37...45°С;

температуру горячей воды на входе в секцию пастеризации устанавливают на 2...18°С выше температуры пастеризации молока с учетом точки кипения;

молоко охлаждают до температуры 4...10°С с учетом времени года и местных условий;

при расчете установки в зависимости от режима пастеризации, охлаждения молока и климатических условий температура охлаждающих жидкостей может быть: артезианской воды - 4...10°С; водопроводной воды - 5...16°С; ледяной воды -1...4°С; рассола - 0...-5°С.

Цель работы. Изучение устройства и работы пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1, частичная разборка-сборка, регулировка, подготовка установки к работе, выполнение операций технического обслуживания и оценка технического состояния.

Оборудование, инструмент и наглядные пособия. Пастеризационно-охладительная установка ОПФ-1, набор слесарного инструмента, плакаты, учебные пособия, инструкционно-технологическая карта.

1. Изучить устройство и работу пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1 и ее основных сборочных единиц.

2. Произвести частично разборку-сборку установки и подготовить ее к работе.

3. Включить установку в работу и после остановки выполнить операции технического обслуживания, дав оценку ее технического состояния.

4. Составить и сдать отчет о проделанной работе.

Методические указания к работе. Установка пастеризационно-охладительная пластинчатая автоматизированная ОПФ-1 предназначена для центробежной очистки, пастеризации, выдержки и охлаждения молока в закрытом потоке.

Установка ОПФ-1 поставляется в двух модификациях: ОПФ-1-20 – для пастеризации незараженного молока при температуре 74...78 °С с выдержкой 20 с.; ОПФ-1-300 – для пастеризации молока от больных коров при температуре 90...94 °С с выдержкой 300 с.

Установка ОПФ-1 (рис. 62) состоит из пластинчатого теплообменного аппарата 1, центробежного молокоочистителя 2, трубчатого выдерживателя 7, молочного насоса 4 и насоса для горячей воды 8, уравнительного бака 5, перепускного электрогидравлического клапана 11 и перепускного клапана 3, систем трубопровода и автоматики.

Пластинчатый теплообменный аппарат снабжен пластинами из нержавеющей, стали, которые разбиты на пять секций (рис. 62): I – пастеризации, II и III – регенерации, IV – охлаждения холодной (артезианской) водой, V – охлаждения ледяной водой или рассолом.

Секции отделены одна от другой специальными промежуточными плитами. На каждой плите выбиты порядковые номера, те же номера указаны на схеме компоновочных пластин. Пластины присоединены к стойке при помощи плит и нажимных устройств. Степень сжатия тепловых секций определяют по табличке со шкалой, установленной на верхней и нижней распорках. Нулевое деление устанавливают по оси болта вертикальной распорки, что соответствует минимальному сжатию аппарата, обеспечивающему герметичность. В секции пастеризации происходит теплообмен между потоками горячей воды и молока, разделенными тонкими пластинами из нержавеющей стали. Между пластинами вода и молоко чередуются в противотоке. Молочный и водяной насосы создают необходимый для движения напор. В плиты ввернуты штуцеры для ввода и вывода молока, холодной и горячей воды.





Центробежный молокоочиститель 2 предназначен для удаления из молока механических примесей. Происходит также очистка молока от частиц эпителия, скоплений микроорганизмов.

Перепускной электрогидравлический клапан 11 служит автоматического переключения потока молока на повторный подогрев при снижении температуры пастеризации молока. Он состоит из клапана с гидравлической камерой и электрогидравлического реле.

Уравнительный бак 5 служит для приема молока и равномерного заполнения им насоса 4, подающего молоко в секцию первой рекуперации. Кроме того, он используется для приготовления моющего раствора при циркуляционной промывке.

Рис. 62. Технологическая схема пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1-300:

1 – пластинчатый аппарат, 2 – центробежный молокоочиститель, 3 – перепускной клапан, 4 – насос для молока, 5 – уравнительный бак, 6 – пульт управления, 7 – выдерживатель, 8 – насос для горячей воды, 9 – бойлер, 10 – инжектор, 11 – электрогидравлический клапан, регулирующий подачу пара

Бойлер 9 в системе нагрева теплоносителя пастеризованной установки служит для сбора воды, выравнивании ее температуры и отвода излишков. Он состоит из цилиндрического бака со сферической крышкой и перфорированных дисков, закрепленных на переливной трубе. В нижней части бака для подвода и вывода теплоносителя имеются два патрубка с фланцами на концах. Инжектор 10 предназначен для смешивания пара с горячей водой, циркулирующей между бойлером и секцией пастеризационной установки. Он представляет собой корпус, внутри которого установлен смеситель с цилиндрическими соплами и резьбовой штуцер с фланцем для подсоединения инжектора к трубопроводу.





Количество пара, поступающего в смеситель, регулируется автоматически в зависимости от температуры пастеризации молока. Подачу пара в инжектор регулируют электрогидравлический клапан.

Установки работают в автоматическом режиме или на ручном управлении.

Технологический процесс в автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установке (рис. 62) протекает в следующем порядке. Молоко, требующее обработки, самотеком поступает в уравнительный бак 5, откуда молочным насосом 4 подается во вторую секцию регенерации, где нагревается до 36–38 °С встречным потоком горячего молока (из выдерживателя), которое идет по другой стороне теплообменных пластин, и далее направляется в центробежный молокоочиститель 2. Здесь под действием центробежных сил молоко очищается не только от механических частиц, но и от слизи, сгустков, эпителия и форменных элементов крови, которые появляются в молоке при заболевании вымени. Из очистителя молоко подается в первую секцию регенерации, где дополнительно нагревается встречным потоком горячего молока и направляется в секцию пастеризации для окончательного нагрева до температуры, требуемой по технологии обработки (ОПФ-1-20 – до 76 °С и ОПФ-1-300 – до 92 °С). Из секции пастеризации молоко идет к перепускному клапану, который автоматически переключает поток, и оно поступает в уравнительный бак на повторный нагрев, если не нагрелось до требуемой температуры. Нагретое до заданной температуры молоко попадает в выдерживатель 7, где находится 300 с и возвращается в первую и вторую секции регенерации. В секциях оно предварительно охлаждается встречным потоком холодного молока, идущим из уравнительного бака, и далее подается в четвертую и пятую секции для окончательного охлаждения.

В установках используется вода, охлажденная естественным льдом или с помощью холодильной установки до 2–4 °С, а также артезианская или водопроводная вода такой же температуры. Расход охлаждающей воды 1800...2000 л/ч. Температура охлажденного молока регистрируется на пульте управления, а температура пастеризации – на диаграммной ленте, которая является документом, подтверждающим соблюдение технологического режима процесса обработки.

Установка работает при малом давлении пара (около 0,4 МПа), агрегатируется с паровым котлом КВ-300М. За счет высокой степени регенерации тепла и полной автоматизации расход пара незначителен.

Техническое обслуживание (ежесменное и периодическое). По окончании работы через установку пропускают чистую воду в циркуляционном потоке в течение 5...7 мин. Затем в бак 4 вносят однопроцентный раствор щелочи и ведут промывку при 70 °С в течение 10...12 мин, отключив подачу охлаждающих жидкостей. Слив раствор, установку вновь промывают чистой водой. При необходимости ведут повторную промывку раствором азотной кислоты (0,5 %) также в течение 10...12 мин и затем ополаскивают систему чистой водой.

Использование моющих порошков «А» и раствора азотной кислоты увеличивают эксплуатационный срок до 80...100 ч без разборки установки для по детальной промывки. Через десять дней работы разбирают выдерживатель и пастеризатор в соответствии с инструкцией для осмотра и удаления молочного камня.

Техническая характеристика ОПФ-1

Отчет о работе.

1. Вычертите принципиально-технологическую схему работы пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1.

2. Приведите основные технические данные установки.

Контрольные вопросы и задания.

1. Из каких основных сборочных единиц состоит пастеризационно-охладительной установки ОПФ-1?

2. По какой технологической схеме работает установка?

3. Назовите основные операции технического обслуживания установки.