Главная » Теплоизоляция » Типовая пастеризационно охладительная установка для молока включает. Паровые пластинчатые пастеризационно-охладительные установки Технические характеристики установки

Типовая пастеризационно охладительная установка для молока включает. Паровые пластинчатые пастеризационно-охладительные установки Технические характеристики установки

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.

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 — электрово-донагреватель; 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 Б6-ОП2-Ф-1

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.

Рис. 5. 14. Технологическая схема ОПУ-3М

1 – теплообменный аппарат; 2 – насос для горячей воды; 3 – бойлер;

4 – инжектор; 5 – трубчатый выдерживатель; 6 – щит управления;

7 – клапан автоматического возврата недопастеризованного молока;

8 – танк; 9 – насос для молока; 10 – промежуточный бак;

11 – стабилизатор потока; 12 – насос; 13 – секция пастеризации;

14 – секция регенерации; 15 – секция водяного охлаждения;

16 – секция рассольного охлаждения; 17 – молокоочиститель

Охладительно – пастеризационная установка ОПУ – 3У предназначена для центробежной очистки, тонкослойной пастеризации молока в закрытом потоке и последующего его охлождения.

В каждую установку входят: пластинчатый пастеризатор-охладитель, уравнительный бак с поплавком, насосы для молока, регулятор равномерности потока, сепараторы - молокоочистители, автоматический клапан для отвода недопастерезованного молока, бойлер для нагрева воды, паровой инжектор, насос для горячейводы, пульт управления с выдерживателем и трубопроводы пара и рассола с регуляторами давления и расхода.

Секции установки отличаются различной компоновкой пластин, их типом и расположением. В установке имеется пять секции: пастеризации, регенерации (I и II ступени), охлаждения водой и охлаждения рассолом. Работа пластинчатой автоматизированной пастеризационно -охладительной установки осуществляется так. Сырое молоко из танка подается насосом в промежуточный бак. Уровень молока в баке поддерживается поплавковым устройством. Из бака молоко насосом 12 направляется через стабилизатор 11 потока в секцию регенерации пластинчатого аппарата, где подогревается пастеризованным молоком. Затем молоко идет в попеременно работающие молокоочистители 17. Очищенное молоко под напором подается в секцию пастеризации пластинчатого аппарата, в которой нагревается горячей водой до температуры 76 ± 2 0 С и далее направляется в трубчатый выдерживатель 5 , а затем в секцию 14 регенерации. При температуре пастеризации ниже заданной молоко автоматическим клапаном возвращается в бак 10 для повторной тепловой обработки. При заданной температуре пастеризации молоко из выдерживателя 5 последовательно проходит секции 15 и 16 водяного и рассольного охлаждения пластинчатого аппарата, охлаждаясь до 4 ± 2°С. Вода для секции пастеризации подогревается в инжекторе 4 и подается водяным насосом 2.

Техническая характеристика:

Производительность, л/ч 3000

Температура, 0 С:

Пастеризации 76 ± 2

Охлажденного молока 4 ± 2

Расход пара, кг/ч 72

Расход охлаждающей 9000

Рабочее давление 1,5

пара, МПА

Установленная мощность

электродвигателей, кВт 16,5

Габаритные размеры, мм:

Длина 2015

Ширина 700

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.

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

Рисунок 3.34 – Схема пастеризационно-охладительной установки

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.

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...