Меню Рубрики

Установки для нагрева молока

Домашний молзавод

Переработка молока и молочные продукты в домашних условиях

Оборудование для нагрева и охлаждения молока

трубчатый нагреватель молока

Для нагрева (подогрева) и охлаждения молока применяют теплообменные аппараты поверхностного типа. В зависимости от конструктивного исполнения эти аппараты подразделяют на трубчатые, пластинчатые, спиральные, теплообменники с рубашкой, с оребренной поверхностью и др. Наибольшее применение в отрасли получили трубчатые и пластинчатые аппараты.

Виды трубчатых и пластинчатых аппаратов нагрева и охлаждения молока

Трубчатые аппараты, в свою очередь, делят на кожухотрубные (типа «труба в трубе»), элементные (секционные) и змеевиковые.
Кожухотрубные теплообменники получили в промышленности широкое применение благодаря своей компактности, простоте в изготовлении и надежности в работе.

Основным исполнительным органом пластинчатого аппарата является теплообменная пластина. Ее изготовляют методом холодного шпампования из нержавеющей тонколистовой стали толщиной 0,8—1,5 мм. Для турбулизации потока движущегося молока пластины имеют специальные гофры.

В отечественных аппаратах применяют ленточно- и сетчато-поточные пластины, различающиеся направлением гофр: первые имеют горизонтальное направление, а вторые — наклонное (под углом 60.

При сборке две сомкнутые ленточно-поточные пластины образуют извилистый канал, двигаясь по которому молоко подвергается искусственной турбулизации, что повышает эффективность теплообмена. При сборке каналов сетчато-поточных пластин «елки» гофр одной пластины должны быть направлены вверх, а соседней — вниз.

В результате такой сборки наклонные гофры взаимно пересекаются и образуют равномерно распределенную сетку опор, но в поверхности пластины. Это придает пакету достаточную жесткость, предотвращает деформацию пластин при большом перепаде давлений по обе стороны пластины и создает турбулизацию потока.

По назначению в аппарате пластины бывают рядовые (рабочие), граничные и концевые. В пластине по ее периметру, а также вокруг отдельных отверстий выштампованы канавки, в которые вкладывают уплотнительные прокладки. Их можно приклеивать к пластине или закреплять, защелкивая в канавках при помощи специального замка. По местонахождению уплотнительных прокладок пластины подразделяют на двусторонние, односторонние и гладкие.

В зависимости от относительного расположения прокладок пластины бывают левые и правые. По относительному расположению входа, выхода и общего потока направления продукта пластины бывают прямые и диагональные.

Рядовые пластины имеют 4 угловых отверстия, образующие при сборке продольные коллекторные каналы. Граничные пластины имеют неполное число угловых отверстий (менее 4), и их устанавливают в места, где требуется изменить направление потока молока. Концевые пластины устанавливают по концам секций.

Они непосредственно примыкают к разделительным и нажимным плитам. Элементом пластинчатого аппарата является канал между двумя соседними пластинами. Все пластины в аппарате собирают в пакеты.

Пакет — это группа пластин, между которыми продукт или теплохладоноситель движутся в одном направлении. Пакеты пластин образуют секции аппарата, которые в зависимости от компоновки могут выполнять различные процессы — нагрев, пастеризацию, рекуперацию и охлаждение.

Компоновка пакетов выражается дробью и называется формулой компоновки (4 + 3 + 4)/(6 + 6). Цифры в числителе или в знаменателе, разделенные знаками «+», соответствуют числу пакетов в аппарате (секции), соединенных между собой последовательно. Каждая цифра соответствует числу каналов в пакете.

Формула компоновки, приведенная выше, показывает, что продукт в аппарате движется по трем последовательно расположенным пакетам, причем крайние пакеты состоят из четырех, средний — из трех параллельных каналов, а хладоноситель движется по двум пакетам, состоящим из шести каналов каждый.

В пластинчатом аппарате (рис. 4.2, а) на передней и задней стойках закреплены верхняя и нижняя направляющая штанга.

Пластинчатый аппарат нагрева и охлаждения молока

Пластина имеет угловые отверстия, вокруг которых уложены малые кольцевые резиновые прокладки. Уплотнительные прокладки после сборки и сжатия пластин в аппарате образуют две изолированные системы герметичных каналов. Одна из этих систем предназначена для горячей рабочей среды, другая —для холодной.

Каждая из систем межпластинных каналов образует свой коллектор. Холодная рабочая среда попадает в коллектор через штуцер 1, расположенный на стойке. По нему среда доходит до пластины 6, которая имеет глухой угол (отверстие отсутствует), и растекается в межпластинных каналах.

Рабочая среда, собираясь в нижнем коллекторе, который образован нижними угловыми отверстиями, выходит из аппарата через штуцер 11. Горячая рабочая среда входит в аппарат через штуцер 12 и попадает в нижний коллектор.

Далее она растекается в межпластинных каналах и, двигаясь снизу вверх (противотоком по отношению к холодной рабочей среде), собирается в верхнем коллекторе.

Из аппарата горячая рабочая среда выходит через штуцер 2. Уплотнительные прокладки в аппарате обеспечивают герметичность и чередование межпластинных каналов для горячей и холодной рабочих сред. Все пластины плотно сжимаются нажимной пластиной и винтом.

Трубчатые нагреватели молока

Трубчатые аппараты изготовляют на основе модифицированных теплообменных цилиндров. В этих цилиндрах основным элементом являются трубки, ввальцованные в трубные решетки.

Последние вставлены в теплоизолированный цилиндр, закрытый кожухом. Тепло или хладоноситель подают в межтрубное пространство, а продукт — в трубки.

Трубчатые аппараты имеют ряд преимуществ:

небольшое количество уплотнительных резиновых прокладок и их малые размеры;

возможность создания высоких скоростей движения продукта для повышения эффективности теплообмена:

нагрев продукта до температуры более 100 °С;

высокая надежность при эксплуатации, а также возможность применения механических способов очистки внутренней поверхности теплопередающих трубок (необходимо предусмотреть определенное пространство для пользования длинными ершами при их чистке).

источник

АППАРАТЫ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ И НАГРЕВА МОЛОКА.

При охлаждении молока и продуктов его переработки приме­няют открытые и закрытые охладители.

Охладители открытого типа применяют преимущественно для охлаждения небольшого количества молока и делят на ороситель­ные и емкостные.

Открытый оросительный охладитель представляет со­бой вертикальную стенку из горизонтальных труб, размещенных одна над другой. Внутри труб циркулирует вода или рассол. Ох­лаждаемое молоко стекает на поверхность труб из распределитель­ного желоба и собирается в сборнике. Для уменьшения габарит­ных размеров охладительных установок их изготовляют в виде па­раллельных секций. В этом случае желоб распределяет молоко на каждую секцию.

В некоторых оросительных охладителях в качестве хладоноси-теля применяют аммиак или фреон. При таком охлаждении в сек­цию снизу вводят жидкий хладагент, например аммиак. В газооб­разном виде он отсасывается компрессором. Охладительные сек­ции в этом случае изготовляют из нержавеющей стали.

В поточных линиях доения коров и первичной обработки мо­лока применяют круглые оросительные охладители, работающие в закрытом потоке под вакуумом. Однако при одинаковой произво­дительности с плоскими охладителями круглые имеют значитель­но большие габаритные размеры, что ограничивает их примене­ние.

Емкостные охладители являются универсальным оборудовани­ем и служат для сбора, охлаждения и хранения молока. Широкое применение они получили на фермах, а также на молокоперераба-тывающих предприятиях малой и средней мощности.

Молоко в емкостях охлаждается двумя способами: непосред­ственно кипящим хладагентом и посредством промежуточного хладоносителя. Следует отметить, что в расчете на 1 л охлажденного молока в первом случае затрачивается почти в 3 раза меньше электроэнергии, чем во втором.

Емкости с непосредственным охлаждением молока выпускают со встроенным и автономным холодильным агрегатом. Автоном­ным холодильным агрегатом, как правило, комплектуют емкости большой вместимости (1000 л и больше), так как в этом случае для эффективной работы агрегата возникает необходимость установки вентиляционного оборудования или рекуператора теплоты.

Емкость с непосредственным охлаждением молока состоит из ванны, в нижней части которой находится щелевой испаритель, мешалки с приводом, откидных крышек и фреоновых трубопро­водов. Пространство между ванной и корпусом емкости заполне­но пенополиуретановой термоизоляцией, плотно прилегающей к стенке емкости. Корпус емкости изготовлен из неметаллического материала. Откидные крышки и небольшая высота емкости обес­печивают удобство ручной мойки.

Емкости с промежуточным хладоносителем могут иметь змеевиковую, оросительную или рубашечную систему охлаждения. Первые две применяют в емкостях специального назначения при выработке каких-либо молочных продуктов.

Читайте также:  Установка внешнего плиточного уголка

Емкости с рубашечной системой охлаждения типа РПО вмес­тимостью 1600 и 2500 л получили наибольшее распространение.

Принцип их работы заключается в подаче охлажденной с помо­щью холодильной установки воды в рубашку емкости при одно­временном перемешивании молока мешалкой лопастного типа.

Закрытые охладители бывают двух типов: трубчатые и пластин­чатые.

Охладитель трубчатого типа состоит из двойных труб, вставленных одна в другую и помещенных в общий тепло­изолированный кожух. Охлаждаемое молоко движется по цент­ральной трубе, а хладоноситель — противотоком по кольцевому зазору. Охладители трубчатого типа могут иметь две секции: ох­лаждения холодной водой и рассолом.

Охладитель пластинчатого типа представляет со­бой теплообменный аппарат, рабочая поверхность которого вы­полнена из отдельных параллельно сомкнутых пластин. Он состо­ит из главной стойки с верхней и нижней горизонтальными штан­гами, нажимной плиты и гайки. На верхней штанге подвешивают теплообменные рабочие пластины с рифленой поверхностью. Между ними благодаря резиновым прокладкам образуются кана­лы, по которым протекают охлаждаемый продукт и хладоноси­тель. Все пластины уплотняются нажимными плитой и гайками. Основными параметрами, характеризующими пластинчатый охла­дитель, являются тип и число теплообменных пластин. Размеры, форма и профили их поверхностей разнообразны.

Охладители производительностью до 1000 л/ч оснащены плас­тинами с площадью поверхности 0,043 м 2 , охладители производительностью 3000. 5000 л/ч имеют теплообменные пластины пло­щадью 0,145 и 0,2 м 2 . В зависимости от производительности охла­дителя и числа секций в нем (одна или две) в аппарате может быть от 28 до 88 пластин и больше.

Для аппаратов молочной промышленности и сельского хозяй­ства выпускают теплообменные пластины ленточно-поточного и сетчато-поточного типов.

Пластины первого типа характеризуются тем, что создаваемый поток жидкости между ними подобен волнистой гофрированной ленте. При использовании пластин второго типа поток жидкости разветвляется на смыкающиеся и расходящиеся потоки. Это свя­зано с огибанием жидкостью опорных точек, образуемых взаим­ным пересечением наклонных гофр и расположенных по шири­не подобно сетке. Пластины второго типа имеют более высокое сопротивление проталкивания теплообменивающихся сред, од­нако обладают лучшими теплотехническими показателями, чем ленточно-поточные. В большинстве пластинчатых охладителей зарубежного производства применяют только пластины сетчато-поточного типа, причем с еще более сложной конфигурацией сетки.

Для нагрева молока перед сепарированием служат пластинча­тые и трубчатые нагреватели производительностью 5000, 10 000 и 25 000 л/ч. В процессе приготовления некоторых молочных про­дуктов молоко нагревают в емкостных теплообменных аппаратах различного назначения.

В связи с тем что разность начальной и конечной температур обрабатываемого продукта сравнительно невелика (25. 45 °С), об­щая поверхность теплопередачи пластинчатых нагревателей моло­ка обычно в 1,5. 2 раза меньше, чем у пастеризационных устано­вок с такой же производительностью. Достигается это в основном уменьшением числа пластин в аппарате.

Трубчатый подогреватель молока выполнен на базе унифици­рованного теплообменного цилиндра, применяемого в пастериза­ционных установках аналогичного типа. Он состоит из одноци­линдрового теплообменного аппарата, узла отвода конденсата, па­рового вентиля, насоса для подачи молока и измерительных при­боров. В процессе нагрева молоко насосом подается в цилиндр и последовательно проходит по 24 трубкам длиной 1,2 м каждая с внутренним диаметром 27 мм. В межтрубное пространство цилин­дра подается пар.

источник

Практическое занятие №3. Оборудование для тепловой обработки молока

Оборудование для тепловой обработки молока

3.1. Аппараты для охлаждения и нагрева молока

При охлаждении молока и продуктов его переработки применяют открытые и закрытые охладители.

Охладители открытого типа применяют преимущественно для охлаждения небольшого количества молока и делят на оросительные и емкостные.

Открытый оросительный охладитель (рис. 3.1) представляет собой вертикальную стенку из горизонтальных труб, размещенных одна над другой. Внутри труб циркулирует вода или рассол. Охлаждаемое молоко стекает на поверхность труб из распределительного желоба и собирается в сборнике. Для уменьшения габаритных размеров охладительных установок их изготовляют в виде параллельных секций. В этом случае желоб распределяет молоко на каждую секцию.

В некоторых оросительных охладителях в качестве хладоносителя применяют аммиак или фреон. При таком охлаждении в секцию снизу вводят жидкий хладагент, например аммиак. В газообразном виде он отсасывается компрессором. Охладительные секции в этом случае изготовляют из нержавеющей стали. В поточных линиях доения коров и первичной обработки молока применяют круглые оросительные охладители, работающие в закрытом потоке под вакуумом. Однако при одинаковой производительности с плоскими охладителями круглые имеют значительно большие габаритные размеры, что ограничивает их применение. Емкостные охладители являются универсальным оборудованием и служат для сбора, охлаждения и хранения молока. Широкое применение они получили на фермах, а также на молокоперерабатывающих предприятиях малой и средней мощности.

Молоко в емкостях охлаждается двумя способами: непосредственно кипящим хладагентом и посредством промежуточного хладоносителя. Следует отметить, что в расчете на 1 л охлажденного молока в первом случае затрачивается почти в 3 раза меньше электроэнергии, чем во втором.

Емкости с непосредственным охлаждением молока выпускают со встроенным и автономным холодильным агрегатом. Автономным холодильным агрегатом, как правило, комплектуют емкости большой вместимости (1000 л и больше), так как в этом случае для эффективной работы агрегата возникает необходимость установки вентиляционного оборудования или рекуператора теплоты.

Емкость с непосредственным охлаждением молока состоит из ванны, в нижней части которой находится щелевой испаритель, мешалки с приводом, откидных крышек и фреоновых трубопроводов. Пространство между ванной и корпусом емкости заполнено пенополиуретановой термоизоляцией, плотно прилегающей к стенке емкости. Корпус емкости изготовлен из неметаллического материала. Откидные крышки и небольшая высота емкости обеспечивают удобство ручной мойки.

Рис. 3.1 Открытый оросительный охладитель:

а — общий вид: 1- секция охлаждения холодной водой, 2- патрубок для выхода холодной воды, 3- распределительный желоб, 4- патрубок для подачи продукта, 5- патрубок для выхода охлажденного продукта, 6- рама, 7- сборник, 8- патрубок для подачи рассола, 9- секция охлаждения рассолом, 10- патрубок для выхода рассола, 11- патрубок для подачи холодной воды; б — система аммиачного охлаждения: 1- секция охлаждения аммиаком, 2, 8- запорные вентили, 3- трубопровод для газообразного аммиака, 4- аккумулятор, 5- предохранительный клапан, 6- бародросселирующий клапан, 7- патрубок для подачи жидкого аммиака, 9- фильтр, 10- регулирующий клапан, 11- трубопровод для жидкого аммиака, 12- мановакуумметр, 13- маслоделитель, 14- патрубок для выхода охлажденного продукта.

Емкости с промежуточным хладоносителем могут иметь змеевиковую, оросительную или рубашечную систему охлаждения. Первые две применяют в емкостях специального назначения при выработке каких-либо молочных продуктов.

Емкости с рубашечной системой охлаждения типа РПО вместимостью 1600 и 2500л получили наибольшее распространение.

Принцип их работы заключается в подаче охлажденной с помощью холодильной установки воды в рубашку емкости при одновременном перемешивании молока мешалкой лопастного типа.

Закрытые охладители бывают двух типов: трубчатые и пластинчатые.

Охладитель трубчатого типа (рис. 3.2, а) состоит из двойных труб, вставленных одна в другую и помещенных в общий теплоизолированный кожух. Охлаждаемое молоко движется по центральной трубе, а хладоноситель — противотоком по кольцевому зазору. Охладители трубчатого типа могут иметь две секции: охлаждения холодной водой и рассолом.

Охладитель пластинчатого типа (рис. 3.2, б) представляет собой теплообменный аппарат, рабочая поверхность которого выполнена из отдельных параллельно сомкнутых пластин. Он состоит из главной стойки с верхней и нижней горизонтальными штангами, нажимной плиты и гайки. На верхней штанге подвешивают теплообменные рабочие пластины с рифленой поверхностью. Между ними благодаря резиновым прокладкам образуются каналы, по которым протекают охлаждаемый продукт и хладоноситель. Все пластины уплотняются нажимными плитой и гайками. Основными параметрами, характеризующими пластинчатый охладитель, являются тип и число теплообменных пластин. Размеры, форма и профили их поверхностей разнообразны.

Читайте также:  Установки магнитно импульсной обработки

Рис. 3.2. Закрытые охладители:

а — система охладителя трубчатого типа: 1- патрубок для выхода охлаждаемого продукта, 2, 7- патрубки для входа и выхода хладоносителя, 3- наружные трубки, 4- калачи, 5- внутренние трубки, 6- кольцевой канал, 8- патрубок для входа охлаждаемого продукта; б — охладитель пластинчатого типа: 1- главная стойка, 2, 6- штанги, 3- распорка, 4- нажимная гайка, 5- ножи, 7- нажимная плита, 8- секция водяного охлаждения, 9- разделительная пластина, 10- секция рассольного охлаждения

Охладители производительностью до 1000 л/ч оснащены пластинами с площадью поверхности 0,043 м2, охладители производительностью 3000. 5000 л/ч имеют теплообменные пластины площадью 0,145 и 0,2 м2. В зависимости от производительности охладителя и числа секций в нем (одна или две) в аппарате может быть от 28 до 88 пластин и больше.

Для аппаратов молочной промышленности и сельского хозяйства выпускают теплообменные пластины ленточно-поточного и сетчато-поточного типов.

Пластины первого типа характеризуются тем, что создаваемый поток жидкости между ними подобен волнистой гофрированной ленте. При использовании пластин второго типа поток жидкости разветвляется на смыкающиеся и расходящиеся потоки. Это связано с огибанием жидкостью опорных точек, образуемых взаимным пересечением наклонных гофр и расположенных по ширине подобно сетке. Пластины второго типа имеют более высокое сопротивление проталкивания теплообменивающихся сред, однако обладают лучшими теплотехническими показателями, чем ленточно-поточные. В большинстве пластинчатых охладителей зарубежного производства применяют только пластины сетчато-поточного типа, причем с еще более сложной конфигурацией сетки.

Для нагрева молока перед сепарированием служат пластинчатые и трубчатые нагреватели производительностью 5000, 10000 и 25000 л/ч. В процессе приготовления некоторых молочных продуктов молоко нагревают в емкостных теплообменных аппаратах различного назначения.

В связи с тем что разность начальной и конечной температур обрабатываемого продукта сравнительно невелика (25. 45°С), общая поверхность теплопередачи пластинчатых нагревателей молока обычно в 1,5. 2 раза меньше, чем у пастеризационных установок с такой же производительностью. Достигается это в основном уменьшением числа пластин в аппарате.

Трубчатый подогреватель молока выполнен на базе унифицированного теплообменного цилиндра, применяемого в пастеризационных установках аналогичного типа. Он состоит из одноцилиндрового теплообменного аппарата, узла отвода конденсата, парового вентиля, насоса для подачи молока и измерительных приборов. В процессе нагрева молоко насосом подается в цилиндр и последовательно проходит по 24 трубкам длиной 1,2 м каждая с внутренним диаметром 27 мм. В межтрубное пространство цилиндра подается пар.

3.2. Оборудование для пастеризации молока и молочных продуктов

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

К первым относят ванны длительной пастеризации и универсальные ванны.

Трубчатая пастеризационная установка (рис. 3.3) состоит из двух центробежных насосов, трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Рис. 3.3. Трубчатая пастеризационная установка.

1- центробежные насосы для молока, 2- конденсатоотводчики, 3, 4- патрубки для отвода конденсата, 5, 6, 7, 8- молокоотводы, 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, 16- пульт управления, 17- верхний барабан, 18- нижний барабан, 19- рама.

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. Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб, образуя таким образом непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцевые цилиндры закрывают крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга. Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков.

Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндры. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата — возвратный клапан, с помощью 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 с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 50. 60°С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при температуре 80. 90°С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что 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 поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с.

Преимуществами трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми являются значительно меньшие количество и размеры уплотнительных прокладок, а недостатками — 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 в том случае, если последующий 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-охладительной установки, используемой при производстве питьевого молока (рис. 3.4), входят уравнительный бак, центробежные насосы для горячей воды и молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, система нагрева и шкаф управления.

Рис.Схема пластинчатой пастеризационно-охладительной установки типа ОПФ:

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 электогидравлический клапан.

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

Пластинчатая пастеризационно-охпадителъная установка (рис. 3.5) имеет главную переднюю стойку и вспомогательную заднюю стойку, в которые 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.

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

Рис. 3.5. Пластинчатые аппараты с различным расположением секций:

а — с односторонним расположением: 1, 2, 11, 12- штуцера, 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 отверстия, 15- теплообменная пластина; б — с двухсторонним расположением: 1- зажимное устройство, 2- нажимные плиты, 3- первая секция рекуперации, 4- штуцер для вывода молока из секции рекуперации (3) и подачи его к сепаратору-молокоочистителю, 5- вторая секция рекуперации, 6- штуцер для ввода молока в секцию рекуперации (5) после выдерживателя, 7- секция пастеризации, 8- главная стойка, 9- секция водяного и рассольного охлаждения, 10- штуцер для входа пастеризованного молока, 11- распорка, 12- ножка, 11- распорка, 12- ножка, 13- штуцер для выхода рассола, 14- штуцер для выхода пастеризованного молока из секции пастеризации и подачи его в выдерживатель, 15- штуцер для входа молока в секцию рекуперации после центробежного молокоочистителя, 16- штуцер для выхода горячей воды, 17- штуцер для выхода холодной воды, 18- штуцер для входа рассола, 19- штуцер для входа пастеризованного молока в секцию водяного охлаждения, 20- разделительные плиты, 21- штуцер для входа сырого молока.

Читайте также:  Установка карниза под люверсы

Пластинчатый аппарат снабжен теплообменными пластинами из нержавеющей стали, разбитыми 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, имеющими по углам штуцера для подвода и отвода жидкостей. На пластине выбиты порядковые номера, те же номера указаны на схеме компоновки пластин.

Пластины прижаты к стойке с помощью плиты и прижимных устройств. Степень сжатия тепловых секций определяют по таблице со шкалой, установленной на верхней и нижней распорках. Нулевое деление устанавливают по оси болта вертикальной распорки, оно соответствует минимальному сжатию, обеспечивающему герметичность.

В установках большой производительности пластинчатые аппараты имеют двустороннее расположение секций по отношению к главной стойке.

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

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

Выдерживатель состоит из одного или четырех цилиндров, которые закреплены на трубчатых опорах. В некоторых установках выдерживатель выполнен в виде четырех спиралеобразных секций, изготовленных из труб 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 объема выдерживателя.

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

Система нагрева промежуточного теплоносителя пастеризационно-охладительной установки состоит из конвекционного бака, насоса горячей воды, инжектора, регулирующего 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 2К20/18 или К20/30.

В пастеризационно-охладительных установках с электронагревом промежуточного теплоносителя вместо конвекционного бака с инжектором установлен электрический водонагреватель — емкость цилиндрической формы вместимостью около 40 л, на крышке которой размещены электронагревательные элементы. Для подпитки и поддержания постоянного уровня воды имеется уравнительный бак, смонтированный на корпусе емкости. Уровень воды в емкости контролируется измерителем уровня, который отключает нагревательные элементы при падении его ниже нормы. Избыток воды из водонагревателя удаляется с помощью переливной трубы.

Работа пастеризационно-охладительной установки при производстве питьевого молока заключается в следующем. Молоко из емкости для хранения 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 молокоочиститель для очистки от механических примесей и идет 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 передачи 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 с помощью артезианской и ледяной воды или рассола, поступающих 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 записывается на диаграммной ленте контрольного прибора. Звуковая и световая сигнализация срабатывает при падении температуры пастеризации ниже 90°С.

Для нагревания продукта кроме горячей воды, пара или электроэнергии в некоторых пастеризационно-охладительных установках в качестве источника прямого нагрева молока применяют инфракрасные нагреватели. В установках с небольшой производительностью молоко подается на обработку инфракрасным излучателем тонким слоем.

В пастеризационно-охладительной установке УОМ-ИК-1 (рис. 3.6) кроме секций инфракрасного электронагрева имеются выдерживатель и пластинчатый теплообменный аппарат. Секция инфракрасного нагрева состоит из трубок кварцевого стекла U-образной формы с отражателями из анодированного алюминия. В секции 16 трубок (10 основных, 4 регулирующих режим нагрева и 2 дополнительных), на которые навита спираль из нихрома. Трубки включены в сеть параллельно. Выдерживатель состоит из двух последовательно соединенных труб из нержавеющей стали. В пластинчатом теплообменном аппарате 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 теплоту холодному молоку, и последовательно проходит секции охлаждения водой и рассолом.

Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки по сравнению с другими типами тепловых аппаратов имеют ряд преимуществ:

малая рабочая вместимость, что позволяет приборам автоматики более точно отслеживать ход технологического процесса (в пластинчатой установке рабочая вместимость в три раза меньше, чем у 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 установках в 2. 3 раза меньше, чем в трубчатых, и в 4. 5 раз, чем в емкостных теплообменниках);

малая установочная площадь (пластинчатая установка занимает примерно в 4 раза меньшую поверхность, 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 установок обладают модульные автоматизированные пастеризационно-охладительные установки с электронагревом «Поток Терм 500/1000/3000».

Рис. 3.6. Схема пастеризационно-охладительной установки УОМ — ИК — 1

1- секция инфракрасного электронагреватева, 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.

Особенностью этих установок является высокий коэффициент регенерации теплоты (0,9), система подготовки горячей воды с электронагревом и четырехсекционный пластинчатый теплообменник (две секции регенерации, секция пастеризации и секция охлаждения). В последнем резиновые прокладки выполнены из патентованного материала и соединены с пластинами специальными зажимами, т. е. без помощи клея. Техническая характеристика данного типа приведена в табл. 3.1.

Табл.3.1. Техническая характеристика пластинчатых пастеризационно-охладительных установок для молока.

источник