Пластинчатая установка. Автоматическая пастеризационно-охладительная установка

Сохранность скоропортящихся и молочных продуктов всегда была и остается актуальной во все времена. Представленное оборудование для молока отвечает самым современным требованиям для его сбора, хранения и дальнейшей обработки.

Все компоненты установок изготовлены из высококачественных и высокопрочных пищевых материалов, отвечающих условиям санитарных норм, а также техническим параметрам, применимым к данному оборудованию. Корпус молочной установки независимо от формы и объема, выполнен из теплоизоляционных материалов, чтобы сократить энергопотребляемость и уменьшить потери тепла в окружающую среду.

Все оборудование для молока имеет систему управления с приборами учета и контроля производственных процессов.

Обязательным также является наличие моечных и перемешивающих установок для поддержания однородной массы молочного продукта, равномерности распределения вспомогательных каких-либо компонентов, взбивания и т.п.

При выборе также можно оговорить дополнительные комплектации для удобства обслуживания молочного агрегата, рассчитать необходимое потребление и определить размер необходимых емкостей.

Пастеризационно-охладительные установки для молока

Помимо функции сохранения и обработки в виде пастеризации, обладает еще регенерирующими и охлаждающими свойствами.

В качестве хладагента и теплоносителя в оборудовании используется исключительно природные ресурсы - обычная очищенная жесткими фильтрами вода, которая нагревается, или наоборот, охлаждается до нужной температуры и пропускается по пластинчатым трубам через резервуар с молоком.

Сама же установка состоит из резервуара, принимающего с помощью насоса молоко и воду, собственно самих подающих и выводящих насосов, пластинчатого узла циркуляции воды, температурных модулей нагрева и охлаждения воды для производственных нужд, пульта автоматического регулирования производства, контролирующих датчиков объема жидкости и систем оповещения на случай понижения или увеличения минимально допустимого уровня, а также отклонений от заданных технических процессов.

Оборудование требует для размещения достаточно габаритные площади. При его запуске пастеризационной установки и пастеризационно-охладительной установки для молока необходимо наличие отводящих трубопроводов для пара, а также механически фильтруемого холодного водоснабжения, электропитания не ниже 230В с возможностью заземления, напольных систем слива и дренажа, канализации.

Пастеризационная установка и пастеризационно-охладительная установка для молока предназначена для термообработки молочных продуктов без потери его главных свойств.

Применяя щадящие методы обработки, в молоке остаются неизменными белок, сахар и молекулы жира. Принцип их работы заключается в том, что молоко последовательно перетекает из одного резервуара в другой, смешиваясь постепенно с уже подогретым молоком и, наконец, весь его объем нагревается до необходимой для регенерации температуры и выдерживается необходимое время (молоко - 30 сек., кисломолочные смеси - 300 сек.) при температуре пастеризации.

После термической обработки продукт охлаждается и может быть подвергнут розливу и упаковыванию.

Все параметры производственного процесса автоматически проходят регистрацию и контролируются специальными датчиками. При наличии каких-либо отклонений от заданных режимов молочный продукт отправляется на вторичную пастеризацию. При этом срабатывает система оповещения, открывается клапан обратного выхода и процесс регенерации запускается заново.

Установки для производства сухого молока

Несколько отличается от оборудования, применяемого для сушки других продуктов питания. В молочной индустрии показателем качества сухого молока является его растворимость, то есть при взаимодействии с жидкостью продукт должен быстро распадаться на молекулы и смешиваться с нею. И именно таким оно становится благодаря поэтапному технологическому процессу его осушения.

При монтаже и запуске установки производства сухого молока, помещение, где предполагается установка агрегата, должно соответствовать санитарным и строительным нормам. Обязательно наличие канализации, водопровода, электроэнергии от 220В, вентиляционной вытяжки, стены и полы должны быть в кафеле или пластике.

Производственная технология порошкового молока состоит из нескольких этапов: поставка молока, фильтрация, измерение и определение жирности, пастеризация и охлаждение. После оно попадает в сублимационную камеру, где вначале сгущается, затем доводится до гомогенной консистенции и уже после этого высушивается.

Пастеризация при изготовлении сухого молока необходима для уничтожения различного рода микробов, растворению в нем соматических клеток для достижения однородной жидкости. Кроме этого, молоко, прежде чем стать порошком, проходит несколько степеней очистки. Чем больше и качественнее фильтры, тем лучше.

В качестве сырья можно использовать самое маложирное молоко с высоким содержанием соматических клеток. Не секрет, что наши коровы достаточно часто болеют маститами и органика попадает в молоко. После ряда фильтрации и обработки эта проблема разрешима.

Чем еще выгодна установка производства сухого молока?

Помимо молочных продуктов на данном оборудовании можно получить яичный порошок, делать сыры, основы для супов и т.п.

На рынке товаров и услуг молочные продукты пользуются особым спросом. И вопросы их пригодности к употреблению, сроков хранения и качества всегда волнуют потребителя.

Сублимированное молоко широко применяются в производстве косметических средств, в кулинарии, из него делается различное детское питание путем смешивания и добавления определенных наполнителей, корма для животных, его восстанавливают, консервируют и даже делают на его основе некоторые кисломолочные продукты.

При определенных условиях хранения оно обладает увеличенным сроком годности, в нем сохранены все полезные свойства настоящего коровьего молока, что крайне важно, например, для регионов Крайнего Севера.

Примеры современных установок для молока демонстрируются на ежегодной выставке «Агропродмаш»!

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

Пастеризационно-охладительные установки

Пастеризационно - охладительные установки пластинчатого типа предназначены для тепловой обработки молока при выработке пастеризованного молока и молока, используемого для производства кисломолочных продуктов, а также для пастеризации сливок и смеси мороженого.

В состав пастеризационно-охладительной установки пластинчатого типа входят пластинчатый теплообменный аппарат, уравнительный бак с поплавковым регулятором уровня молока в баке, центробежный насос, сепаратор - молокоочиститель, выдерживатель, установка для подготовки теплоносителя, пульт управления с приборами контроля и регулирования процесса.

Пластинчатый теплообменный аппарат имеет секции, в которых осуществляются следующие процессы: пастеризация (нагревание продукта до температуры пастеризации), охлаждение (водой, охлаждение рассолом или ледяной водой), рекуперация теплообмен между горячим и холодным продуктами.

На двух стойках (передней и задней) аппарата укреплены две штанги, которые являются опорами теплообменных пластин, угловые отверстия пластин окружены прокладками. По периферии Пластины уложена прокладка.

При сборке аппарата и сжатии пластин образуются две изолированные системы герметичных каналов. В одном канале движется горячая среда, а в другом - холодная. Собранные пластины объединяются в секции. Внутри секций пластины группируются в пакеты, в каналах которых продукт движется параллельно. Уравнительный бак представляет собой емкость с патрубками для входа и выхода продукта. Внутри бака установлен поплавковый регулировочный клапан, поддерживающий постоянный уровень продукта в баке.

Центробежный насос предназначен для забора молока из бака и подачи его в пластинчатый теплообменный аппарат.

В сепараторе - молокоочистителе подогретое в аппарате молоко очищается от механических примесей.

Пастеризация питьевого молока, кисломолочных продуктов, питьевых сливок и мороженого осуществляется в различных пастеризационно - охладительных установках.

В пастеризационно-охладительной установке для питьевого молока сырое молоко поступает в уравнительный бак, а котором с помощью поплавкового регулятора поддерживается постоянный уровень продукта. Центробежный насос забирает продукт из бака и подает его в первую рекуперационную секцию теплообменника, где молоко нагревается до 40-45 °С. установленный за центробежным насосом регулятор потока обеспечивает постоянный расход молока, поступающего в теплообменник. Нагретое молоко поступает в сепаратор - молокоочиститель, где очищается от механических примесей, и затем подается во вторую секцию рекуперации 11, где нагревается до 65-70 °С. Далее молоко по внутреннему каналу переходит в секцию пастеризации 111, где нагревается, водой до 76-78 °С: Молоко выдерживается при температуре пастеризации и направляется на охлаждение сначала в секции рекуперации 11 и 1, затем в секции водяного 1 V и рассольного V охлаждения. Охлажденное до 4-6 °С молоко проходит через возвратный клапан, который направляет поток молока или в емкости хранения (при соблюдении режимов обработки), или на повторную пастеризацию в уравнительный бак (при нарушении режимов пастеризации).

Рисунок 4 - Схема пастеризационно - охладительной установки для молока;

1 - уравнительный бак; 2 - поплавковый регулятор уровня; 3 - насос для молока; 4 - ротаметрический регулятор; 5 - пластинчатый теплообменный аппарат; 6 - сепаратор-молоко очиститель; 7 - выдерживатель; 8, 12 - датчики температуры; 9, 10, 13, 14,20, 22, 23 - манометры; 11 - вентиль рёгулировки подачи рассола; 15 - возвратный клапан; 16 - насос горячей воды; 17 - бачок-аккумулятор; 18, 19 - клапаны, регулирующие подачу пара; 21 - насос для пастеризованного молока

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

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

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 — 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.