Accesorii

Schema unei unități de răcire cu pasteurizare cu plăci. Unitate de pasteurizare-răcire: descriere, proiectare, principiu de funcționare, aplicare. Principiul de funcționare al unei unități de pasteurizare-răcire

Proiect de curs

Unitate de pasteurizare si racire in placi pentru lapte cu o capacitate de 10.000 l/h

Introducere

Pentru a crește semnificativ producția de alimente, sunt planificate măsuri pentru creșterea volumului de prelucrare a laptelui, îmbunătățirea gamei și îmbunătățirea calității produselor lactate. Implementarea acestor măsuri este asociată cu implementarea sarcinilor complexului agroindustrial și reechiparea tehnică a industriei alimentare, inclusiv a produselor lactate.

Reechiparea tehnică a industriei lactate presupune utilizarea de echipamente tehnologice performante, producerea de seturi de mașini, aparate și linii de producție care cresc productivitatea muncii, dezvoltarea de noi echipamente tehnologice și linii automate de îmbuteliere a laptelui și echipamentelor. pentru ambalarea produselor lactate.

Una dintre sarcinile principale stabilite de Programul Alimentar este finalizarea, până în 1990, a reechipării industriei lactate pe o nouă bază tehnică, asigurând creșterea nivelului tehnic, a calității și a fiabilității mașinilor și dispozitivelor utilizate.

În prezent, mașinile și dispozitivele periodice sunt din ce în ce mai mult înlocuite cu echipamente continue, ceea ce face posibilă creșterea volumelor de producție și îmbunătățirea semnificativă a eficienței utilizării echipamentelor.

Progresul științific și tehnologic din industria laptelui contribuie la introducerea de noi metode de procesare și procesare a laptelui bazate pe utilizarea echipamentelor avansate, cele mai performante. Atunci când utilizați un astfel de echipament, este foarte important să păstrați cât mai mult posibil proprietățile originale ale laptelui și ale componentelor sale. Prin urmare, o condiție prealabilă pentru echiparea tehnică rațională a unei întreprinderi este respectarea cerințelor tehnologice pentru produsul produs.

Tehnologia modernă se bazează pe o experiență vastă în dezvoltarea tehnologiei de prelucrare a laptelui. Rolul și importanța științei mondiale, la care oamenii de știință sovietici au adus o contribuție semnificativă, sunt în creștere.

Mașinile și aparatele pentru producerea produselor lactate, precum și pentru efectuarea operațiunilor prealabile prelucrării sau prelucrării și pregătirii produselor pentru vânzare, trebuie să îndeplinească urmatoarele conditii:

· productivitate ridicată și impact tehnologic optim asupra produsului prelucrat;

· costuri minime pe unitate de produs produsă pe liniile de producție, inclusiv mașinile și dispozitivele corespunzătoare;

· etanșare proces;

· controlul și reglarea automată a proceselor de lucru;

· Curăţare la loc şi folosind detergenţi standard.

Echipamentul tehnologic este variat. Clasificarea sa se poate baza pe diferite caracteristici: structura ciclului de lucru, gradul de mecanizare și automatizare, principiul combinării elementelor mașinii în fluxul de producție și o caracteristică funcțională.

Caracteristica funcțională stă la baza clasificării echipamentelor tehnologice în programul de curs „Echipamente tehnologice ale întreprinderilor din industria laptelui” și structura acestui manual. Echipamentele sunt împărțite în echipamente de depozitare și transport, pentru prelucrarea mecanică și termică a laptelui, producția de produse lactate, prepararea produselor pentru vânzare și utilizarea generală a fabricii.

Echipamentele de depozitare și transport includ rezervoare de transport și rezervoare de depozitare a laptelui, rezervoare pentru scopuri tehnologice și interoperaționale și conducte, pompe și sisteme de transport pneumatic. Ca regulă generală, nu trebuie să apară modificări ale structurii produsului în acest echipament. Singurele excepții sunt containerele în scop tehnologic în care sunt specificate astfel de modificări.

Echipamentele pentru prelucrarea mecanică și termică a laptelui includ filtre, prese de filtru și dispozitive de filtrare cu membrană, omogenizatoare și omogenizatoare-plastifiante, separatoare și centrifuge, precum și instalații pentru prelucrarea în vid termic, încălzitoare și răcitoare. Acest echipament realizează un anumit efect tehnologic. Cu toate acestea, părțile constitutive rămân neschimbate, adică, prin concentrarea constituenților individuali după amestecare, se poate obține produsul original.

Echipamentele pentru producerea produselor lactate includ unități de pasteurizare și sterilizare-răcire, congelatoare și congelatoare, producători de unt și un sistem de mașini pentru fabricarea brânzei, pentru îngroșarea și uscarea produselor lactate; pentru echipamente pentru prepararea produselor de vânzare - mașini pentru umplerea și ambalarea produselor lactate, echipamente pentru pregătirea recipientelor pentru umplere (mașini de spălat sticle etc.), dispozitive pentru înregistrarea cantității și evaluarea calității produselor din liniile de producție.

1. Descriere proces tehnologic

Recepția laptelui și a altor materii prime se realizează în funcție de greutatea și calitatea stabilită de laboratorul întreprinderii. Calitatea laptelui este evaluată în conformitate cu GOST 52054 pentru laptele crud de vacă.

Imediat după primire, laptele este încălzit la o temperatură de (35-40) C și purificat folosind purificatoare centrifugale de lapte sau alte echipamente fără încălzire. Pentru purificarea laptelui crud, se recomandă, de asemenea, utilizarea unui bacteriofag cu un separator sigilat special încorporat pentru a îndepărta bacteriile din lapte. După aceasta, laptele este trimis pentru procesare sau răcit la o temperatură de C și depozitat în rezervoare intermediare de depozitare. Depozitarea laptelui răcit la o temperatură de 4 C înainte de procesare nu trebuie să depășească 12 ore, răcit la o temperatură de 6 C - 6 ore.

Normalizarea materiilor prime lactate se realizează în scopul standardizării compoziției produsului finit în ceea ce privește fracția de masă de grăsime și/sau reziduu uscat de lapte degresat (SMR). Normalizarea laptelui în funcție de fracția de masă a grăsimii poate fi realizată în două moduri: o metodă periodică și o metodă continuă.

După normalizare, laptele este încălzit la o temperatură de (40 5) C și purificat folosind separatoare de lapte. Încălzirea are loc în secțiunea de recuperare a pasteurizatorului cu plăci. Apoi laptele este încălzit din nou la o temperatură de (60-65) C și furnizat la omogenizator, unde este omogenizat la o presiune de (10-15) MPa. Se recomandă omogenizarea, inclusiv a laptelui cu conținut scăzut de grăsimi și a celor clasice, pentru a îmbunătăți gustul.

După omogenizare, laptele intră într-o instalație de plăci pentru pasteurizare și este pasteurizat la o temperatură de (76 C cu un timp de menținere de 20 de secunde. În producția de lapte copt, pasteurizarea se realizează la temperaturi de (9599) C. Apoi laptele este încălzit.

După pasteurizare sau încălzire, laptele este răcit la o temperatură de C. Răcirea are loc într-o unitate de pasteurizare-răcire din plastic. După aceasta, laptele este trimis într-un rezervor pentru depozitare intermediară sau îmbuteliere directă. Este permisă păstrarea laptelui răcit pasteurizat înainte de îmbuteliere timp de cel mult 6 ore Iar la această temperatură, laptele poate fi păstrat de la 36 de ore la 10 zile.

2. Descrierea instalatiei

Industria lactatelor folosește unități de pasteurizare și sterilizare, precum și sterilizatoare, pentru a pasteuriza și steriliza laptele și produsele lactate.

Instalațiile de pasteurizare vin în tipuri de plăci și tuburi. Unitățile de pasteurizare tip placă, sau unitățile de pasteurizare-răcire, sunt proiectate pentru pasteurizare și răcire în fluxul de lapte de băut, lapte în timpul producției produse lactate fermentate, amestecuri de smântână și înghețată, unități de pasteurizare tip tub - pentru pasteurizare în fluxul de lapte și smântână.

Instalațiile de pasteurizare și răcire pentru lapte de băut se disting prin productivitate. Produc unități de pasteurizare și răcire cu o capacitate de 3000, 5000, 10000, 15.000 și 25.000 l/h.

Unitățile de pasteurizare și răcire cu o capacitate de 3000 și 5000 l/h au un număr de unități și piese de același design. În aceste dispozitive, amplasarea secțiunilor în raport cu rack-ul principal este unilaterală. Primul dispozitiv folosește plăci de transfer de căldură cu flux de bandă P-2, iar al doilea folosește plăci de transfer de căldură cu flux de plasă AG-2. În unitățile de pasteurizare și răcire cu o capacitate de 10.000, 15.000 și 25.000 l/h se folosesc dispozitive cu plăci cu secțiuni dispuse pe ambele părți în raport cu raftul principal. În primele două dispozitive se folosesc plăci de curgere cu curele P-2, în al treilea - debit-plasă PR - 0,5M.

Cea mai comună este o unitate de pasteurizare-răcire cu o capacitate de 10.000 l/h.

Din compartimentul de depozitare a laptelui, laptele este furnizat către rezervorul de supratensiune 1 , care are un regulator de nivel cu plutitor 2. Când unitatea funcționează, regulatorul menține un nivel constant în rezervorul de egalizare, ceea ce promovează funcționarea stabilă a pompei centrifuge și împiedică revarsarea laptelui din rezervor. Mai mult lapte cu pompa centrifuga 3 este pompat în prima secțiune de recuperare eu aparat cu plăci 5. Un regulator rotametric este instalat între pompa centrifugă și aparatul cu palete 4, care asigura performanta constanta a instalatiei. În prima secțiune de recuperare, laptele este încălzit la o temperatură de (40 – 45) ° C și intră în separatorul de lapte. 6, unde este purificat. Instalatia poate avea un separator de lapte cu evacuare centrifuga de sedimente sau doua separatoare de lapte fara evacuare centrifuga, functionand alternativ. După curățare, laptele este încălzit la o temperatură de (65 – 70) ° C în a doua secțiune de recuperare. II, trece prin canalul intern spre secția de pasteurizare III, unde se încălzește la temperatura de pasteurizare (76 – 80) °C. După secțiunea de pasteurizare, laptele se păstrează într-un balsam 7 și se întoarce la aparat, unde este pre-răcit în secțiunile de recuperare euŞi IIși în final la temperatura finală - în secțiunile de răcire cu apă IVși răcirea cu saramură V .

La ieșirea dispozitivului este instalată o supapă de retur 15. Reglează direcția fluxului de lapte răcit pasteurizat către mașinile de umplere sau către rezervorul de supratensiune pentru pasteurizarea peste deal în cazul încălcării regimului de pasteurizare.

Apa calda pentru incalzirea laptelui este furnizata sectiei de pasteurizare prin pompa 16. Din această secțiune, apa răcită, după ce dă căldură laptelui, revine în rezervorul acumulatorului 17. Apa este încălzită la o temperatură de (78 – 82)°C cu abur într-un încălzitor de contact cu abur. 21.

Aburul este furnizat încălzitorului de contact cu abur prin supape de control al alimentării 18 Şi 19.

Un senzor de temperatură este instalat la ieșirea laptelui pasteurizat din secția de pasteurizare 8, care este conectat la un sistem automat de control al temperaturii de pasteurizare printr-o supapă 19 și returnarea laptelui pentru re-pasteurizare printr-o supapă 15. Senzor de temperatura 12 conceput pentru a controla temperatura laptelui pasteurizat refrigerat.

Instalația este echipată cu manometre indicatoare pentru monitorizarea presiunii laptelui după separatorul de lapte. 9, pentru monitorizarea presiunii apei reci 10, pentru monitorizarea presiunii saramurului 13, pentru a controla presiunea aburului de încălzire 20, 22 Şi 23.

3. Calcul

Date inițiale pentru calcul :

Performanţă…………………………… G 1 = 2,77 kg/s (10000 kg/h)

Temperatura inițială a laptelui……………………………… t 1 = 4 °C

Temperatura de pasteurizare…………………………………………….. t 3 = 75 °C

Temperatura finală a laptelui…………………………………………….. t 6 .= 4°C

Coeficientul de recuperare a căldurii………………………………………..ɛ = 0,76

Temperatura initiala apă fierbinte………………….……..t ’ g = 79 °C

Raportul de apă caldă…………………………………………..….. n g = 4

Temperatura inițială a apei reci……….……….. t ’ в = 8 °С

Raportul de apă rece…………………………………………………… n in = 3

Temperatura inițială a apei cu gheață………………………… t ’ l= +1 °С

Multiplicitatea apei cu gheață……………………………………………………. n l = 4

Temperatura laptelui după secțiunea de răcire cu apă…….. t 5 = 10°C

Rezistența hidraulică totală admisă……….. Δ P= 500 kPa (5 kgf/cm2)

Capacitatea termică specifică medie a laptelui…………………. c M = 3880 J/(kg.°C)

Densitatea laptelui ………………………………………………………….. ρ M. = 1033 kg/m 3

Capacitate termică specifică a apei reci și calde……… Cuîn = Cu g = Cu l = 4186 J/(kg.°C)

Dispozitivul este planificat să fie fabricat pe baza plăcilor de tip P-2 cu ondulații orizontale de tip cu curele.

Date de bază ale plăcii:

suprafata de lucru F 1 = 0,21 m2

latimea de lucru b= 0,315 m

inaltime redusa Ln= 0,800 m

aria secțiunii transversale a unui canal f 1 = 0,00075 m2

diametrul de curgere echivalent d ϶ = 0,006 m

grosimea plăcii δ = 0,00125 m

coeficientul de conductivitate termică a materialului plăcii λCT= 16 W/(m.°C)

Pentru o placă de acest tip sunt valabile ecuațiile de transfer de căldură și pierderi de energie:

Eu= 760 Re -0,25; ξ= 11,2 Re -0,25

Soluţie

1. Determinarea temperaturilor inițiale și finale, calculul diferențelor de temperatură și parametrii S:

O. Secția de recuperare a căldurii:

Temperatura laptelui crud la sfârșitul secțiunii de recuperare a căldurii (la intrarea în secția de pasteurizare):

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

Temperatura laptelui pasteurizat după secția de recuperare (la intrarea în secția de răcire cu apă):

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

Diferența medie de temperatură în secțiunea de recuperare cu o diferență de temperatură constantă caracteristică acesteia:

= t 3 – t 2 = 75 – 58 = 17°С

Apoi simplexul:

S râuri = °C

b. Sectiunea pasteurizare:

Temperatura apei calde la iesirea din sectia de pasteurizare a laptelui in functie de conditiile de echilibru termic:

t ’’ g = t ’ G - ( t 3 – t 2) = 79 – (75 – 58) = 75,06°C

Δ t b = t ’’ G – t 2 = 75,06 – 58 = 17,06°C

Δ t m = t ’ G – t 3 = 79 – 75 = 4°C

determinat de formula:

S n =

V. Sectiunea de racire cu apa:

Temperatura apei reci care iese din secțiunea de apă:

t ’’ în = t ’ în + ( t 4 – t 5) = 8 + (21 – 10) = 11,4°C

Diferența medie de temperatură la:

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

Δ t m = t 5 – t ’ в = 10 – 8 = 2°С

găsim din ecuație:

Apoi simplexul:

S n =

d. Secțiunea de răcire cu apă cu gheață:

Temperatura apei cu gheață la ieșirea aparatului:

t ’’ l = t ’ l + ( t 5 – t 6) = 1 + (10 – 4) = 2,4°C

Diferența medie de temperatură pentru secțiunea de răcire a apei cu gheață la:

Δ t b = t 5 – t ’’ l = 10 – 2,4 = 7,6°C

Δ t M = t 6 – t ’ l = 4 – 1 = 3°C

determinat de formula:

Apoi simplexul:

S l =

2. Raportul suprafețelor de lucru și rezistența hidraulică admisă pe secțiuni:

Selectăm aproximativ următoarele valori ale coeficienților de transfer de căldură pentru secțiuni (în W/(m 2 .°C):

· sectia de recuperare k râuri = 2900

sectia de pasteurizare k n = 2900

sectiunea de racire cu apa k in = 2320

secțiune de răcire cu apă cu gheață k l = 2100

Raportul suprafețelor de lucru ale secțiunii este

Luând ca unul singur cel mai mic dintre aceste rapoarte, putem scrie

F râuri: F p: F V: F l = 1,92:1,15:1,71:1

Luând distribuția rezistențelor hidraulice admise corespunzătoare distribuției suprafețelor de lucru și permițând o ușoară rotunjire, obținem Δ P râuri: Δ P p: Δ P V: Δ P l = 1,92:1,15:1,71:1

Deoarece rezistența hidraulică totală admisă conform specificației Δ P=5,10 5 Pa, atunci putem scrie:

Δ P râuri + Δ P n + Δ Pîn + Δ P l = 5,10 5 Pa

Deoarece raportul rezistențelor este deja cunoscut, în conformitate cu acesta vom distribui rezistențele între secțiuni după cum urmează:

Δ P rec = 166.000 Pa

Δ P n = 99.500 Pa

Δ P in = 148.000 Pa

Δ P l = 86.500 Pa

3. Determinarea vitezelor maxime admise ale produsului în canalele interplate pe secțiuni:

Pentru condițiile de funcționare ale acestui dispozitiv, este recomandabil să se determine numai vitezele maxime admise în secțiunile pentru deplasarea produsului. Rezistența hidraulică pe partea de mișcare a mediului de lucru este mică, deoarece lungimea căilor corespunzătoare este scurtă.

Acest lucru vă permite să selectați vitezele mediilor de lucru din condițiile menținerii unei multiplicități acceptabile în raport cu laptele, iar în prezența condițiilor, circulației și reutilizarii, puteți alege valori mai mari.

Setăm preliminar valori auxiliare: coeficientul de transfer termic așteptat al laptelui este de aproximativ α m = 5000 W/(m 2 .°C).

Temperatura medie a peretelui:

în secțiunea de recuperare

in sectiunea pasteurizare

în secțiunea de răcire cu apă

Coeficientul de rezistență hidraulică totală:

în secţiunea de recuperare ξ р = 1,6

în secţiunea de pasteurizare ξ p = 1,4

în secțiunea de răcire cu apă ξ in = 1,95

în secțiunea de răcire cu apă cu gheață ξ l = 2,2

Folosind aceste date, determinăm vitezele maxime admise de mișcare a laptelui:

a) la sectiunea recuperare

b) la secţia pasteurizare

c) în secţia de răcire cu apă

G) în secțiunea de răcire cu apă cu gheață

Valorile vitezei obținute pentru secțiuni aproape coincid unele cu altele. Prezența unei diferențe semnificative ar indica o eroare în calcul sau o distribuție incorectă a rezistențelor hidraulice admise.

Productivitatea volumetrică a dispozitivului:

Determinăm numărul de canale din pachet prin luare ω m = 0,57 m/s:

Deoarece numărul de canale dintr-un pachet nu poate fi fracționat, rotunjim la T = 6

În acest sens, clarificăm valoarea debitului de lapte:

Se presupune că viteza apei rece este egală cu viteza laptelui:

ω în = ω m = 0,59 m/s

Viteza de circulație a apei calde și a apei cu gheață este considerată:

ω g = ω l = 2 ω m = 1,18 m/s

4. Temperatura medie, numărul Pr, vâscozitatea și conductibilitatea termică a produsului și a fluidelor de lucru:

Numărul Pr, vâscozitatea cinematică v iar conductivitatea termică a produsului și a fluidelor de lucru se determină la temperaturi medii ale lichidelor, folosind date de referință.

O. Secția de recuperare a căldurii:

Temperatura medie a laptelui crud (partea de încălzire):

Pentru lapte la aceasta temperatura

Pr = 9,6; λ m = 0,524 W/(m.°C)

v = 1,27,10 -6 m2/s

Temperatura medie a laptelui pasteurizat (partea de răcire):

Pr = 5,7; λ m = 0,575 W/(m.°C)

v = 0,87,10 -6 m2/s

b. Sectiunea pasteurizare:

Temperatura medie a apei calde (partea de racire):

Pr = 2,30; λ m = 0,671 W/(m.°C)

v = 0,38,10 -6 m2/s

Temperatura medie a laptelui (partea de încălzire)

Această temperatură a laptelui corespunde

Pr = 4,0; λ m = 0,611 W/(m.°C)

v = 0,63,10 -6 m2/s

Temperatura medie a apei rece (partea de încălzire)

Pr = 9,7; λ m = 0,572 W/(m.°C)

v = 1,32,10 -6 m2/s

Această temperatură a laptelui corespunde

Pr = 17,4; λ m = 0,476 W/(m.°C)

v = 2,07,10 -6 m2/s

Temperatura medie a apei cu gheață (partea de încălzire)

Această temperatură a apei corespunde

Pr = 12,9; λ m = 0,557 W/(m.°C)

v = 1,8,10 -6 m2/s

Temperatura medie a laptelui (partea de răcire)

Această temperatură a laptelui corespunde

Pr = 24,0; λ m = 0,455 W/(m.°C)

v = 2,6,10 -6 m2/s

5. Calculul numărului Reynolds:

Numărul Reynolds este calculat din viscozitatea la temperaturi medii a lichidelor din fiecare secțiune

O. Secția de recuperare a căldurii:

Pentru lapte rece:

Pentru lapte fierbinte;

b. Sectiunea pasteurizare:

Pentru lapte:

Pentru apa calda:

V. Secțiunea de răcire cu apă a laptelui:

Pentru lapte:

Pentru apa:

d. Secțiune de răcire a laptelui cu apă cu gheață:

Pentru lapte:

Pentru apa cu gheata:

6. Determinarea coeficientului de transfer termic:

Pentru a determina coeficienții de transfer de căldură α 1 și α 2, folosim formula pentru plăcile de tip P-2:

Nu= 0,1 Re 0,7 Рг 0,43 (Рг / Рг st) 0,25

Raportul (Pg/Pg C t) de 0,25 poate fi luat în medie pentru toate secțiunile:

pe partea de încălzire 1.05

pe partea de răcire 0,95

O. Secția de recuperare a căldurii:

Pentru partea de încălzire a laptelui crud:

Pentru partea de răcire a laptelui pasteurizat:

Coeficientul de transfer termic ținând cont de rezistența termică a unui perete cu o grosime de 1,25 mm:

b. Sectiunea pasteurizare:

Pentru partea de încălzire a laptelui:

Pentru partea de răcire cu apă caldă:

Coeficient de transfer termic:

Luând în considerare depunerea treptată a urmelor de ars, reducem această valoare atunci când calculăm la k n = 2800 W/(m 2 .°C) pentru a asigura funcționarea stabilă a pasteurizatorului.

V. Secțiunea de răcire cu apă a laptelui:

Pentru partea de incalzire a apei:

Coeficient de transfer termic:

d. Secțiune de răcire a laptelui cu apă cu gheață:

Pentru partea de incalzire a apei:

Pentru partea de răcire a laptelui:

Coeficient de transfer termic:

7. Calculul suprafețelor de lucru ale secțiunii numărului de plăci și numărului de pachete:

O. Secția de recuperare a căldurii:

Suprafata de lucru sectiune:

Număr de plăci pe secțiune:

Numar de pachete X determinată prin cunoaşterea numărului de canale din pachete m = 8 obtinut mai sus):

Acceptăm X râuri= 6 pachete

Suprafața de lucru a secțiunii este egală cu:

Număr de plăci pe secțiune:

Numărul de pungi pe secțiune pe partea de lapte:

Acceptăm X n = 3 pachete.

V. Secțiunea de răcire cu apă a laptelui:

Suprafata de lucru sectiune:

Număr de plăci pe secțiune:

Numărul de pachete dintr-o secțiune:

Dacă numărul de pachete ca rezultat al calculului se dovedește a fi fracționat, atunci problema ar trebui să fie fie creșterea numărului de pachete la următorul număr mai mare, fie reducerea numărului de canale din pachetele din această secțiune.

Pe măsură ce numărul de canale scade, debitul va crește, lucru care trebuie luat în considerare la determinarea presiunii necesare. O scădere a numărului de canale va avea un ușor efect ascendent asupra transferului de căldură și poate fi ignorată.

În cazul nostru, vom salva aspectul pachetului și vom rotunji valoarea rezultată la X în = 5 pachete.

O mică rezervă de suprafață de lucru, obținută ca urmare a rotunjirii numărului de pachete la cel mai apropiat număr mai mare, compensează scăderea diferenței medii de temperatură cu un flux mixt.

d. Secțiune de răcire a laptelui cu apă cu gheață:

Suprafata de lucru sectiune:

Număr de plăci pe secțiune:

Numărul de pachete va fi egal cu:

Acceptăm X l = 2 pachete.

Cunoașterea valorilor pentru toate secțiunile XŞi T, Acceptăm următorul aspect al secțiunilor aparatului:

sectia de recuperare

sectia de pasteurizare

sectiunea de racire cu apa

secțiune de răcire cu apă cu gheață

8. Verificați calculul rezistenței hidraulice totale a aparatului:

Deoarece calculul de mai sus al unui aparat cu plăci include determinarea în stadiul inițial a celei mai mari viteze a produsului pe baza rezistenței hidraulice permise, rezistența hidraulică totală a aparatului ar trebui să fie apropiată ca valoare de valoarea admisă admisă.

Abaterile pot apărea doar ca urmare a faptului că în calcul s-a făcut media unor parametri și s-au rotunjit numărul de canale și numărul de pachete într-o direcție sau alta.

Pentru a verifica această abatere și dacă rezistența hidraulică reală corespunde valorii acceptabile, în concluzie, trebuie efectuat un calcul de control al rezistenței hidraulice totale de-a lungul căii de curgere a produsului. În plus, este necesar să se calculeze rezistența hidraulică pentru fluidele de lucru.

Rezistența hidraulică pentru fiecare secțiune este determinată de formulă

Să facem următorul calcul pentru toate secțiunile, ținând cont de faptul că pentru tipul de plăci adoptat se determină coeficientul de rezistență pe unitatea de lungime relativă a canalului:

ξ= 11,2 Re -0,25

O. Secția de recuperare a căldurii: (X = 6)

Pentru un flux de lapte rece încălzit la = 2551:

Rezistența hidraulică a secției de recuperare pe partea de lapte rece:

Pentru un flux de lapte răcit fierbinte la = 3724

Rezistența hidraulică a secțiunii de recuperare pe partea laptelui fierbinte:

b. Secția pasteurizare lapte: (X = 3)

Pentru fluxul de lapte pasteurizat la Re p = 5143 găsim:

Rezistența secțiunii

V. Secțiunea de răcire cu apă a laptelui: (X = 5)

Pentru un flux de lapte răcit la Re in = 1565 obținem:

Rezistența secțiunii va fi:

d. Secțiune de răcire a laptelui cu apă cu gheață: (X = 2)

Pentru fluxul de lapte la Re l = 1246 obținem:

Rezistența secțiunii va fi diferită:

Rezistența hidraulică totală a aparatului de-a lungul liniei de mișcare este tânără. ka va fi:

Calculul arată că distribuția rezistenței pe secțiuni este oarecum diferită de cea obținută anterior ca primă aproximare, dar rezistența totală este aproape de rezistența hidraulică admisă inițială de 0,5 MPa.

4. Măsuri de siguranță

Pasteurizatorul-răcitor este instalat pe podeaua unui atelier de fabrică de lapte fără fundație, strict la nivel, folosind dispozitive de reglare pe picioarele aparatului. După inspectarea tuturor elementelor dispozitivului, asigurându-vă că acestea sunt în stare bună de funcționare și curate, precum și locația corectă plăci de schimb de căldură în conformitate cu numerotarea lor, este asamblată.

Plăcile și plăcile intermediare sunt deplasate manual de-a lungul tijelor către posturile de lucru. Pentru a reduce efortul în timpul deplasării plăcilor și plăcilor, este necesar să lubrifiați ușor suprafețele de lucru ale tijelor și filetelor dispozitivelor de prindere. Plăcile și plăcile de schimb de căldură sunt în cele din urmă presate cu o clemă cu șurub folosind o cheie specială.

Gradul de compresie a secțiunilor termice necesar pentru etanșeitate este determinat de o săgeată marcată pe barele superioare și inferioare, care trebuie să coincidă cu centrul barei verticale a ambelor tije. În același timp, având în vedere prezența unei cleme cu două șuruburi, este necesar să se efectueze o strângere uniformă cu fiecare dispozitiv șurub pentru a evita deformarea.

Înainte de punerea în funcțiune a unității, acesta trebuie curățat, spălat și sterilizat. apă fierbinte, și cu CIP - detergenti folosind instalatii speciale in acest scop. Curățarea în loc, în care soluțiile de curățare circulă într-un sistem închis, cu limpezitorul de lapte oprit, este permisă numai dacă lipsesc părți din bronz și aluminiu.

Pentru a opri instalarea, opriți alimentarea cu lapte și furnizați apă. După deplasarea laptelui din aparat, opriți aburul, apa fierbinte și saramura, opriți purificatoarele de lapte, opriți alimentarea panoului de control și eliberați toată saramura. După aceasta, întreaga instalație este igienizată. Când curățați și spălați, nu folosiți perii metalice sau alte materiale abrazive.

Pentru pasteurizarea la temperatură înaltă, aparatul trebuie să fie echipat cu o carcasă de protecție.

În timpul orelor de lucru nu lăsați saramură în aparat; trebuie drenat complet și spălate secțiunile, altfel durata de viață a plăcilor va fi redusă din cauza coroziunii lor.

Rafturile și alte piese din fontă trebuie șters frecvent cu o cârpă acoperită cu un strat ușor de grăsime, care va oferi unității bune. aspectși protejează piesele vopsite.

În timpul funcționării, garniturile de cauciuc de pe plăcile pasteurizatorului se uzează. Uzura garniturilor este compensata printr-o crestere succesiva a gradului de preincarcare a placilor. Compresia maximă din spatele riscului pe tije este permisă să fie de 0,2 mm , înmulțit cu numărul de plăci. Chiar dacă există o scurgere, garniturile din zonele de scurgere trebuie înlocuite.

Toate motoarele electrice, echipamentele de pornire și panourile de control trebuie să fie împământate. Este necesar să se monitorizeze cu atenție starea bună a dispozitivelor de împământare.

Unitățile de pasteurizare-răcire cu plăci sunt concepute pentru curățarea de impurități mecanice, pasteurizarea cu o anumită expunere și răcirea laptelui. Se folosesc la fermele zootehnice, în mini-fabricii ale întreprinderilor agricole și în marile fabrici de procesare. Pentru pasteurizarea laptelui în ferme s-a răspândit instalația B6-OP2-F-1, care nu necesită abur din camera cazanului în timpul funcționării. Datele sale tehnice, precum și caracteristici scurte alte instalații de plăci sunt date în tabel. 3.11.

Instalația B6-OP2-F-1 (Fig. 3.34) constă dintr-un schimbător de căldură cu plăci 4, un purificator centrifugal de lapte 6, un suport tubular 11, un rezervor de primire a laptelui 8, o pompă de lapte 7, o pompă de apă caldă 1, un încălzitor electric de apă 2, conducte de apă și lapte, o supapă de ocolire 10, panou de comandă 9.

Schimbătorul de căldură cu plăci are cinci secțiuni: I - pasteurizare; II si III - regenerare; IV - racire cu apa arteziana; V - răcire cu apă cu gheață. Secțiunile sunt separate una de cealaltă prin plăci divizoare având fitinguri pentru alimentarea și evacuarea lichidului corespunzător.

Fluxul de lucru de instalare este complet automatizat. Laptele din rezervorul de egalizare 8 este alimentat de pompa 7 către secțiunea de regenerare a primei trepte a III-a, în care este încălzit prin căldura contracurentului de lapte la o temperatură de 37-40 °C. Din secțiunea III, laptele încălzit intră în separatorul-curățător 6. Laptele purificat este trimis pentru încălzire ulterioară la o temperatură de 55-65°C la secțiunea de regenerare din a doua etapă II, iar apoi la secțiunea I de pasteurizare, unde se incalzeste prin circulatia apei la o temperatura de 76-95°C (in functie de modul setat) si prin supapa de bypass 10 se alimenteaza suportul 11, unde ramane 20 sau 300 s.

Din rezervorul de stocare, laptele intră secvențial în secțiunile II și III de regenerare, degajă căldură fluxului de lapte care se apropie, apoi în secțiunile IV și V, unde este răcit cu rece, apoi apă cu gheață la o temperatură de 2-8 ° C și trimis într-un rezervor termos. La o anumită temperatură de pasteurizare, laptele este încălzit în secțiunea I cu apă caldă pompată de pompa 1 într-un circuit închis: boiler electric 2 - pompa 1 - secțiunea I a schimbătorului de căldură - boiler electric.

Un dispozitiv de reținere cu un încălzitor electric de apă asigură încălzirea apei pentru pasteurizarea laptelui și menținerea la temperatura de pasteurizare pentru un timp specificat.

Bobina de sustinere este realizata din otel inoxidabil. Secțiunea sa superioară este folosită pentru a păstra laptele dintr-o turmă sănătoasă la temperatura de pasteurizare timp de 20 de secunde. Dacă este necesară procesarea laptelui de la animale bolnave (bruceloză, febră aftoasă etc.), secțiunile superioare și inferioare sunt conectate în serie cu un jumper, iar laptele este ținut timp de 300 de secunde.

Pe suport este instalată o carcasă de încălzire electrică a apei, în care sunt amplasate elemente de încălzire (elementele de încălzire). Apa intră în încălzitor dintr-un rezervor de egalizare cu un regulator de nivel cu plutitor. În centrul corpului de sus există conducta de scurgere, iar în partea inferioară, o țeavă de refulare cu o flanșă este sudată concentric de aceasta, de la care există o alimentare către pompa de apă.

I-V - secțiuni ale schimbătorului de căldură cu plăci; 1 - pompa de apa calda; 2 — încălzitor electric suplimentar; 3 - conducta de retur apa calda; 4 - schimbator de caldura cu placi;

5 - conducta de lapte; 6 - detergent de lapte; 7 - pompa de lapte; 8 - rezervor de primire a laptelui; 9 - panou de control; 10 - supapă de bypass; 11 - suport

Figura 3.34 - Schema unității de pasteurizare și răcire B6-OP2-F-1

Încălzirea apei se realizează prin trei grupuri de elemente de încălzire: pornire, principală și control. Elementele de încălzire de pornire sunt pornite printr-o punte electronică. Semnalul primar despre o schimbare a temperaturii laptelui este furnizat de un convertor termic instalat pe calea laptelui fierbinte din secțiunea de pasteurizare.

Pentru a monitoriza temperatura laptelui răcit, la ieșirea secțiunii de răcire a apei cu gheață este instalat un termometru cu manometru. Temperatura setată de pasteurizare a laptelui este menținută automat folosind o supapă de bypass electro-hidraulic 10, care servește la comutarea fluxului de lapte la reîncălzire dacă temperatura de pasteurizare scade.

Figura 3.35 - Schema fluxului de lapte, apă caldă, rece și cu gheață

La calcularea instalațiilor de pasteurizare (Fig. 3.35), trebuie luați următorii parametri:

Specificat regim de temperatură pasteurizarea și răcirea laptelui;

Temperatura laptelui crud la intrarea în secția de regenerare din prima etapă poate fi în intervalul de la 10 la 35 °C;

Separatorul-curatitorul de lapte al instalatiei asigura o purificare de calitate superioara a laptelui parasind sectia de regenerare treapta 1 la temperaturi de 37-45°C;

Temperatura apei fierbinti la intrarea in sectia de pasteurizare se seteaza cu 2-18°C peste temperatura de pasteurizare a laptelui, tinand cont de punctul de fierbere;

Laptele se răcește la o temperatură de 4-10°C, ținând cont de perioada anului și de condițiile locale;

La calcularea instalației, în funcție de modul de pasteurizare, răcirea laptelui și condițiile climatice, temperatura lichidelor de răcire poate fi: apă arteziană - 4-10 ° C; apa de la robinet - 5-16°C; apă cu gheață - 1-4°C; saramură - 0-5°C.

Unitățile de pasteurizare-răcire cu plăci sunt concepute pentru curățarea de impurități mecanice, pasteurizarea cu o anumită expunere și răcirea laptelui. Se folosesc la fermele zootehnice, în mini-fabricii ale întreprinderilor agricole și în marile fabrici de procesare. Pentru pasteurizarea laptelui în ferme s-a răspândit instalația B6-OP2-F-1, care nu necesită abur din camera cazanului în timpul funcționării. Datele sale tehnice, precum și caracteristicile succinte ale altor instalații de plăci sunt date în tabel. 3.11.

Fluxul de lucru de instalare este complet automatizat. Laptele din rezervorul de egalizare 8 este alimentat de pompa 7 către secția de regenerare a primei trepte a III-a, în care este încălzit prin căldura contracurentului de lapte la o temperatură de 37...40 °C. Din secțiunea III, laptele încălzit intră în separatorul-curățător 6. Laptele purificat este trimis pentru încălzire ulterioară la o temperatură de 55...65°C la secțiunea de regenerare a etapei II a II-a, iar apoi la secția de pasteurizare I. , unde se incalzeste prin circularea apei la o temperatura de 76... .95°C (in functie de modul setat) si prin supapa de by-pass 10 se alimenteaza rezervorul de retinere 11, unde ramane 20 sau 300 s. Din rezervorul de stocare, laptele intră secvențial în secțiunile II și III de regenerare, degajă căldură fluxului de lapte care se apropie, apoi în secțiunile IV și V, unde este răcit cu rece, apoi apă cu gheață la o temperatură de 2.. .8 ° C și trimis într-un rezervor termos. La o anumită temperatură de pasteurizare, laptele este încălzit în secțiunea I cu apă caldă pompată de pompa 1 într-un circuit închis: boiler electric 2 - pompa 1 - secțiunea I a schimbătorului de căldură - boiler electric.

Un dispozitiv de reținere cu un încălzitor electric de apă asigură încălzirea apei pentru pasteurizarea laptelui și menținerea la temperatura de pasteurizare pentru un timp specificat.

Pe suport este instalată o carcasă de încălzire electrică a apei, în care sunt amplasate elemente de încălzire (elementele de încălzire). Apa intră în încălzitor dintr-un rezervor de egalizare cu un regulator de nivel cu plutitor. În centrul corpului din partea de sus există o conductă de scurgere, iar în partea inferioară este sudată concentric o conductă de refulare cu o flanșă, de la care există alimentarea pompei de apă.

I ... V - secțiuni ale schimbătorului de căldură cu plăci; 1 - pompa de apa calda; 2 - boiler electric; 3 - conducta de retur apa calda; 4 - schimbator de caldura cu placi;

5 - conducta de lapte; 6 - detergent de lapte; 7 - pompa de lapte; 8 - rezervor de primire a laptelui; 9 - panou de control; 10 - supapă de bypass; 11 - suport

Figura 3.34 – Diagrama unității de pasteurizare-răcire

Figura 3.35 – Schema fluxului de lapte, apă caldă, rece și cu gheață

La calcularea instalațiilor de pasteurizare (Fig. 3.35), trebuie luați următorii parametri:

condițiile de temperatură specificate pentru pasteurizarea și răcirea laptelui;

temperatura laptelui crud la intrarea în secția de regenerare din prima etapă poate fi în intervalul de la 10 la 35 °C;

Separatorul-curatitorul de lapte al instalatiei asigura o purificare de calitate superioara a laptelui parasind sectia de regenerare treapta 1 la temperaturi de 37...45°C;

temperatura apei fierbinți la intrarea în secția de pasteurizare este setată la 2...18 ° C peste temperatura de pasteurizare a laptelui, ținând cont de punctul de fierbere;

laptele se raceste la o temperatura de 4...10°C, tinand cont de perioada anului si de conditiile locale;

la calcularea instalatiei, in functie de modul de pasteurizare, racirea laptelui si conditiile climatice, temperatura lichidelor de racire poate fi: apa arteziana - 4...10°C; apa de la robinet - 5...16°C; apă cu gheață -1...4°С;

saramură - 0...-5°C. Unități de pasteurizare și răcire de tip placă.

Rezervorul de supratensiune este un recipient cilindric din otel inoxidabil cu capac. Pe suprafața laterală sunt două conducte, dintre care una este destinată introducerii laptelui crud în rezervorul de supratensiune, iar cealaltă pentru introducerea laptelui subpasteurizat. În orificiul pentru introducerea laptelui crud este instalată o supapă, conectată prin intermediul unei pârghii la un flotor.

Pompa centrifugă este proiectată să preia laptele din rezervorul de supratensiune și să-l alimenteze la aparatul cu plăci.

Aparatură cu plăci(Figura 7) are un stâlp frontal principal 3 și un stâlp posterior auxiliar 9. Capetele tijelor superioare și inferioare sunt fixate în stâlpii din față și din spate. Tija orizontală superioară 7 este destinată suspendării plăcilor de schimb de căldură 15. Garnitura 13, care pe partea frontală a plăcii limitează canalul pentru debitul corespunzător al mediului.

Placa are găuri de colț 4 și 14, în jurul cărora sunt plasate mici garnituri inelare de cauciuc 5. Garniturile de etanșare, după asamblarea și comprimarea plăcilor în aparat, formează două sisteme izolate de canale sigilate. Unul dintre aceste sisteme este proiectat pentru un mediu de lucru cald, celălalt pentru unul rece. Fiecare dintre sistemele de canale interplate este conectat la propriul colector. Mediul de lucru rece intră în colector prin fitingul 1 situat pe rack. Prin colector, mediul de lucru ajunge la placa 6, care are un unghi orb (fără gaură) și se răspândește în canalele dintre plăci. Mediul de lucru, care se adună în colectorul inferior, care este format din găurile de colț inferioare 14, părăsește aparatul prin fitingul 11. Mediul de lucru fierbinte intră în aparat prin fitingul 12 și intră în colectorul inferior. Apoi se răspândește în canalele interplate și, deplasându-se de jos în sus (contracurent față de mediul de lucru rece), se adună în colectorul superior. Mediul de lucru cald iese din aparat prin fitingul 2. Garniturile de etanșare din aparat asigură etanșeitatea și alternarea canalelor interplate pentru mediile de lucru calde și reci. Toate plăcile sunt comprimate strâns de placa de presiune 8 și șurubul 10. În aparatul asamblat, plăcile de schimb de căldură sunt grupate în secțiuni, rezultând preîncălzirea laptelui (prin recuperare), încălzirea la temperatura de pasteurizare, prerăcirea (prin recuperare) si racirea finala.

1, 2, 11, 12 -- fitinguri; 3-stâlp din față; 4 -- gaură de colț superior; 5 -- garnitură inelară mică din cauciuc; 6- placa de limitare; 7 -- tijă; 8 -- placa de presiune; 9 -- stâlp din spate; 10 -- surub; 13 - garnitură mare de cauciuc; 14 -- gaură de colț inferior; 15 -- placă de schimb de căldură

Figura 7 - Schema aparatului cu plăci

În mașină, laptele se deplasează prin secțiuni secvențial în timpul procesării sale. În primul rând, trece prin secțiunea de recuperare 1 (Figura 8). Din această secțiune este scos pentru curățare. Laptele intră apoi în secțiunea II de pasteurizare, revine în secțiunea de recuperare I și apoi intră în secțiunile de răcire cu apă III și secțiunile de răcire cu saramură IV.

Fiecare secțiune este alcătuită din pungi prin care și laptele se mișcă secvenţial. În diagrama prezentată, fiecare secțiune are două pachete. Mișcarea laptelui prin pachetele de secțiuni este secvențială: primul și al doilea pachet sunt în secțiunea de recuperare; primul și al doilea pachet sunt în secțiunea de pasteurizare și apoi în secțiunile de răcire cu apă și saramură. Fiecare pachet este format dintr-un anumit număr de plăci care formează canale paralele. Mișcarea laptelui prin canalele pungilor se realizează într-un flux paralel.

Numărul de pungi și canale paralele depinde de viteza de mișcare a laptelui în mașină. Plăcile au o suprafață ondulată. Închise pe secțiuni, formează canale de înfășurare, deplasându-se de-a lungul cărora fluxurile de lapte, mediu de încălzire și răcire își schimbă periodic direcția. Ca urmare a acestui fapt, se formează turbulențe în flux, chiar și la viteze mici, dând fluxului un caracter turbulent. Turbulizarea fluxului ajută la creșterea eficienței schimbului de căldură între lichide.

a -- în secțiuni și pachete: 1 -- secție de recuperare; II -- sectia pasteurizare; III -- secțiune de răcire cu apă; IV-- sectiune de racire cu saramura; b-- în canalele interplate

Figura 8 - Schema mișcării laptelui, apei calde și reci, precum și a saramurului într-un aparat cu plăci cu secțiuni unidirecționale

In instalatii productivitate mare Aparatele cu secțiuni cu două fețe sunt utilizate în raport cu raftul principal (Figura 9). Dispozitivul are un suport principal 12, pe care sunt amplasate armăturile pentru introducerea laptelui pasteurizat în secţia de răcire cu apă 1 dupa prima sectie de recuperare, pentru a scoate laptele pasteurizat din sectia de pasteurizare 2 și introducerea acestuia în mașină de înmuiere pentru a ieși apă fierbinte 18, pentru ieșire la rece 19 , pentru intrarea în apă caldă și rece. Fitingurile pentru alimentarea cu apă caldă și rece sunt amplasate în partea inferioară a raftului principal, pe partea laterală a fitingurilor 18 și 19. Capetele tijelor orizontale superioare și inferioare sunt încorporate în stâlpul principal. Plăcile de schimb de căldură sunt suspendate pe tija orizontală superioară, formând secțiunile de recuperare 7, 9, secțiunile de pasteurizare 11 și secțiunile de răcire cu apă și saramură 13 . Plăcile de separare sunt instalate între secțiile de recuperare și pasteurizare 21, pe care sunt amplasate fitingurile pentru intrarea și ieșirea mediilor de lucru. Comprimarea plăcilor este realizată de o placă de presiune 4 și un dispozitiv de prindere 6. Tija orizontală inferioară este susținută de piciorul 5.

Plăcile de curgere cu curele cu ondulații orizontale de tipurile P-1, P-2, P-3 au suprafețe de transfer termic de 0,15, respectiv; 0,21; 0,42 m2, plăci cu flux de plasă cu ondulații înclinate de tipurile PR-0,5E și PR-0,5M - suprafață de transfer termic 0,5 m2.

1 -- garnitură pentru introducerea laptelui pasteurizat în secția de răcire cu apă; 2 - un fiting pentru scoaterea laptelui pasteurizat din sectia de pasteurizare pentru alimentarea acestuia la balsam; 3 -- garnitură pentru introducerea laptelui în secția de recuperare după purificatorul centrifugal de lapte; 4 -- placa de presiune; 5 -- picior; 6 -- dispozitiv de prindere; 7-- secțiunea de recuperare 1; 8 - un accesoriu pentru îndepărtarea laptelui din prima secțiune de recuperare și alimentarea acestuia către un curățător centrifugal de lapte; 9 -- a doua sectie de recuperare; 10 -- garnitura pentru introducerea laptelui in a doua sectiune de recuperare dupa inmuiere; 2-- sectia pasteurizare; 12 - stand principal; 13 -- sectii de racire cu apa si saramura; 14 -- garnitură pentru evacuarea laptelui refrigerat pasteurizat; 15 -- fiting pentru evacuare saramură; 16 -- echipament pentru introducerea laptelui crud; 17 -- fiting pentru scoaterea laptelui din a doua sectie de recuperare si alimentarea acestuia catre sectia de racire cu apa; 18 -- fiting pentru evacuare apa calda; 19 --priza apa rece; 20 -- garnitură pentru introducerea saramură; 21 -- placa de separare

Figura 9 - Aparatură cu plăci cu un aranjament de secțiune cu două fețe

Cea mai comună este o unitate de pasteurizare-răcire cu o capacitate de 10.000 l/h (Figura 10).

Din compartimentul de depozitare a laptelui, laptele este furnizat către rezervorul de supratensiune 1, care are un regulator de nivel cu plutitor 2. Când unitatea funcționează, regulatorul menține un nivel constant în rezervorul de egalizare, ceea ce promovează funcționarea stabilă a pompei centrifuge și împiedică revarsarea laptelui din rezervor. Mai mult lapte cu pompa centrifuga 3 este pompat în prima secțiune de recuperare a aparatului cu 1 placă 5. Un regulator rotametric este instalat între pompa centrifugă și aparatul cu palete 4, care asigura performanta constanta a instalatiei. În prima secțiune de recuperare, laptele este încălzit la o temperatură de 40-45°C și intră în separatorul de lapte. 6, unde este purificat. Instalatia poate avea un separator de lapte cu evacuare centrifuga de sedimente sau doua separatoare de lapte fara evacuare centrifuga, functionand alternativ. După curățare, laptele, încălzit la o temperatură de 65-70°C în a doua secțiune de recuperare 2, trece prin canalul intern către secția de pasteurizare. III, unde este încălzit la o temperatură de pasteurizare de 76--80°C. După secțiunea de pasteurizare, laptele este păstrat în standul 7 și returnat în aparat, unde este prerăcit în secțiile de recuperare 1 și 2 și în final la temperatura finală - în secțiile de răcire cu apă. IVși răcirea cu saramură V.

La ieșirea dispozitivului este instalată o supapă de retur 15. Reglează fluxul de lapte răcit pasteurizat către mașinile de umplere sau către rezervorul de supratensiune pentru repasteurizare dacă se încalcă regimul de pasteurizare.

Apa calda pentru incalzirea laptelui este furnizata sectiei de pasteurizare prin pompa 16. Din această secțiune, apa răcită, după ce dă căldură laptelui, revine în rezervorul acumulatorului 17. Apa este încălzită la o temperatură de 78 -82°C cu abur într-un încălzitor de contact cu abur. 21.

Aburul este furnizat încălzitorului de contact cu abur prin supape de control al alimentării 18 Şi 19.

La ieșirea laptelui pasteurizat din secția de pasteurizare este instalat un senzor de temperatură mai mic de 8, care este conectat la un sistem automat de control al temperaturii de pasteurizare printr-o supapă. 19 și returnarea laptelui pentru re-pasteurizare printr-o supapă 15. Senzor de temperatura 12 conceput pentru a controla temperatura laptelui pasteurizat refrigerat.

Instalația este echipată cu manometre indicatoare pentru monitorizarea presiunii laptelui după separatorul de lapte. 9, pentru monitorizarea presiunii apei rece 10 , pentru monitorizarea presiunii saramurului 13 , pentru a controla presiunea aburului de încălzire 20, 22 și 23.

1 - încălzitor, rezervor de supratensiune; 2 3 4 -- regulator rotametric; 5 -- aparate cu plăci; 6 -- separator-curatator de lapte; 7 suport; 8, 12 -- senzori de temperatură; 9. 10. 13. 14, 20, 22, 23 -- indicatoare de manometre; ŞI-- supapă pentru reglarea alimentării cu saramură; 15 -- supapa de retur; 16 17 -- rezervor baterie; 18, 19 -- supape de control al alimentării cu abur; 21 -- încălzitor de contact cu abur

Figura 10 - Diagrama schematică instalatie de pasteurizare si racire pentru lapte de baut

Instalațiile de pasteurizare și răcire pentru produsele lactate fermentate se disting prin productivitate. Produc unități de pasteurizare și răcire cu o capacitate de 5.000 și 10.000 l/h. Aparatul cu plăci a acestor instalații are trei secțiuni: recuperare, pasteurizare și răcire.

Într-o instalație cu o capacitate de 5000 l/h, aparatul cu plăci este asamblat din plăci cu curele de tip P-2, într-o instalație cu o capacitate de 10.000 l/h - din plăci cu curele de tip P-3 .

Laptele crud destinat pasteurizării este alimentat în rezervorul de supratensiune 1 (Figura 11), care are un regulator de nivel cu plutitor 2. Pompa centrifuga 8 pompează lapte în secția de recuperare /. Laptele din secția de recuperare se încălzește cu lapte fierbinte la o temperatură de 50-55°C. În continuare, laptele este purificat într-unul dintre separatoarele de lapte 6 și 7, lucrând alternativ.

In loc de doua separatoare de lapte, instalatia poate avea unul cu evacuare centrifuga a sedimentelor. Dupa curatare, laptele este pasteurizat in sectiunea de pasteurizare II la o temperatură de 90--95°C şi omogenizată într-un omogenizator 15. Laptele pasteurizat, omogenizat este păstrat într-un suport de tip recipient 19 la temperatura de pasteurizare timp de 300--340 s. Pompa extractor lapte 21 furnizat la secția de recuperare, unde este pre-răcit. Laptele se răcește în cele din urmă apa rece până la o temperatură de maturare de 22--50°C în secțiunea de răcire III.

Laptele este încălzit la temperatura de pasteurizare cu apă fierbinte, care este furnizată secțiunii de pasteurizare de către o pompă centrifugă. 10. Apa răcită în secțiunea de pasteurizare este încălzită cu abur într-un încălzitor de contact cu abur 13, de la care se alimentează rezervorul de acumulare 12. Excesul de apă rezultat din condensul aburului este evacuat prin conducta de scurgere în canalizare.

Aburul este furnizat încălzitorului de contact cu abur printr-o supapă de control 18. Senzor de temperatura 11, proiectat pentru reglarea temperaturii de pasteurizare, conectat la supapa de control al alimentării cu abur 18 si supapa de retinere 17. Supapa de reținere comută fluxul de lapte la re-pasteurizare dacă temperatura de pasteurizare nu a atins valoarea setată.

Pentru controlul presiunii laptelui și aburului, instalația este echipată cu manometre indicatoare 8, 9, 14, 16, 20.

1 -- rezervor de supratensiune; 2 -- regulator de nivel cu plutitor; 3 -- pompa centrifuga pentru lapte; 4, 11 -- senzori de temperatura; 5 -- aparate cu plăci; 6, 7 -- separatoare de lapte; 8, 9, 14, 16, 20 -- indicatoare de manometre; 10 -- pompa centrifuga pentru apa calda; 12 -- rezervor baterie; 13 -- încălzitor de contact cu abur; 15 -- omogenizator; 17 -- supapa de retur; 18 -- supapa de reglare a aburului; 19 -- rezistent; 21 - pompa centrifuga pentru lapte pasteurizat

Figura 11 - Schema schematică a unei unități de pasteurizare-răcire pentru produse lactate fermentate

Se produc unități de pasteurizare și răcire pentru smântână de băut cu o capacitate de 100 și 2000 l/h.

Crema intră în rezervorul de supratensiune 1 (Figura 12). Nivelul de smântână din rezervor este reglat de controlerul de nivel cu plutitor 2. Pompa centrifugă 8 alimentează smântâna către secția de recuperare 1, unde este încălzită la o temperatură de 50-65 0 C. Din secțiunea de recuperare, smântâna intră în pasteurizare. secțiune II, unde se pasteurizeaza la o temperatura de 86-90 0 C. Dupa pasteurizare, crema se raceste mai intai in sectia de recuperare, iar apoi in sectiile de apa. IIIși murături eu V răcire la o temperatură de 2-6 0 C.

Pentru încălzirea smântânii se folosește apă fierbinte la o temperatură de 90-95 0 C. Este pompată în secțiunea de pasteurizare de către o pompă centrifugă 9. Apa caldă este încălzită cu abur într-un încălzitor de contact cu abur 15. Excesul de apă caldă se formează. ca rezultat al condensului aburului de încălzire este evacuat din rezervorul de acumulator 11 prin canalizarea conductei de drenaj.

La ieșirea cremei pasteurizate este instalat un senzor de temperatură 10, care este conectat la o supapă de control 12 și o supapă de retur 3. Dacă temperatura de pasteurizare este insuficientă, cantitatea de abur furnizată crește automat. Supapa de control 7 este proiectată să regleze alimentarea cu saramură și, prin urmare, temperatura finală a smântânii pasteurizate. Manometrele indicatoare 6, 13, 14 sunt proiectate pentru a controla presiunea saramură și a aburului

1 - rezervor de supratensiune; 2 - regulator de nivel cu plutitor; 3 - supapa de retur; 4, 10 - senzori de temperatură; 5 - aparate cu plăci; 6, 13, 14 - manometre indicatoare 7 - supapă de control al alimentării cu saramură; 8 - pompa centrifuga pentru crema; 9 - pompa centrifuga pentru apa calda; 11 - rezervor de stocare; 12 - robinet de control al alimentării cu abur; 15 - încălzitor de contact cu abur

Figura 12 - Schema schematică a unei unități de pasteurizare și răcire pentru smântână de băut

Pasteurizarea laptelui și a produselor lactate a devenit larg răspândită în toate țările lumii. Vă permite să creșteți semnificativ durata de valabilitate și vânzarea produselor.

Laptele și produsele lactate sunt pasteurizate în recipiente speciale, unități de pasteurizare tubulare, precum și unități de pasteurizare și răcire cu plăci.

Instalatie de pasteurizare tubulara

Instalația tubulară de pasteurizare este formată din două pompe centrifuge, un aparat tubular, o supapă de retur, scurgeri de condens și un panou de comandă cu instrumente de monitorizare și reglare a procesului tehnologic.

Elementul principal al instalației este un schimbător de căldură cu doi cilindri, format dintr-un cilindru superior și inferior, conectați între ele prin conducte. Grilele tubulare sunt sudate în capetele cilindrilor, în care sunt evazate 24 de țevi cu un diametru de 30 mm. Foile din oțel inoxidabil au canale scurte frezate de conectare secvenţial capetele țevilor formând astfel o bobină continuă cu lungimea totală de aproximativ 30 m Cilindrii de capăt sunt acoperiți cu capace cu garnituri de cauciuc pentru a asigura etanșeitatea aparatului și a izola canalele scurte unele de altele.

Aburul este furnizat în spațiul inter-tub al fiecărui cilindru. Aburul evacuat sub formă de condens este îndepărtat cu ajutorul sifonelor termodinamice de condens.

Laptele încălzit se deplasează în spațiul intratub, trecând succesiv cilindrii inferior și superior. La intrarea aburului este instalată o supapă de control al alimentării cu abur, iar la ieșirea laptelui din mașină este instalată o supapă de retur, cu ajutorul căreia laptele subpasteurizat este trimis automat pentru re-pasteurizare. Supapa de retur este conectată printr-un regulator de temperatură la un senzor de temperatură, situat de asemenea la ieșirea laptelui din mașină. Instalația este echipată cu manometre pentru monitorizarea presiunii aburului și laptelui.

Produsul care se procesează este alimentat din rezervorul de stocare folosind prima pompă centrifugă în cilindrul inferior al schimbătorului de căldură, unde este încălzit cu abur la o temperatură de 50-60°C și trece în cilindrul superior. Aici se pasteurizeaza la o temperatura de 80-90°C.

A doua pompă este proiectată să furnizeze lapte de la primul cilindru la al doilea. Trebuie remarcat faptul că în instalațiile de pasteurizare tubulară viteza de mișcare a diferitelor produse nu este aceeași. Într-o instalație de pasteurizare a cremei, viteza de deplasare a acesteia în conductele schimbătorului de căldură este de 1,2 m/s. În timpul procesului de schimb de căldură, smântâna intră în cilindrii pasteurizatorului folosind o singură pompă centrifugă. Viteza de mișcare a laptelui datorită utilizării a două pompe este mai mare și se ridică la 2,4 m/s.

Avantajele instalațiilor tubulare de pasteurizare față de cele cu plăci sunt numărul și dimensiunea semnificativ mai redusă a garniturilor de etanșare, în timp ce dezavantajele sunt dimensiunile mari și consumul mare de metal; in plus, la curatarea si spalarea acestor instalatii este necesar spatiu liber la capetele cilindrilor schimbatorului de caldura.

Instalațiile tubulare sunt eficiente dacă procesul de prelucrare ulterioară a laptelui este efectuat la o temperatură ușor diferită de temperatura de pasteurizare.

Unitate de pasteurizare și răcire cu plăci

Unitățile de pasteurizare-răcire cu plăci sunt utilizate pentru tratarea termică a amestecurilor de lapte, smântână și înghețată. Proiectarea fiecăreia dintre aceste instalații are propriile sale caracteristici, care se reflectă în descrierea echipamentelor pentru producerea diferitelor produse lactate.

Compoziția unității de pasteurizare-răcire a plăcilor utilizată pentru tratarea termică a laptelui, include un rezervor de egalizare, pompe centrifuge pentru apă caldă și lapte, un aparat cu plăci, un separator de lapte, un rezervor de reținere, o supapă de retur, un sistem de încălzire și un dulap de control.

Pompa centrifugă este proiectată să preia laptele din rezervorul de supratensiune și să-l alimenteze la aparatul cu plăci. Pentru a preveni aspirarea aerului în pompă, un anumit nivel de lapte (cel puțin 300 mm) este menținut în rezervorul de supratensiune folosind un mecanism de plutire. Nerespectarea acestei condiții duce la spumare, ceea ce reduce eficacitatea pasteurizării.

Unitatea de pasteurizare-răcire a plăcilor are un stâlp frontal principal și un stâlp posterior auxiliar, în care sunt fixate capetele tijelor orizontale superioare și inferioare. Cel de sus este destinat suspendării plăcilor de schimb de căldură. De-a lungul periferiei fiecărei plăci, o garnitură mare de cauciuc este plasată într-o canelură specială, etanșând ermetic canalul.

Plăcile au găuri cu mici inele de cauciuc. După asamblarea plăcilor în aparat, se formează două sisteme izolate de canale prin care se deplasează laptele și lichidul de răcire.

Aparatul cu plăci este echipat cu plăci de schimb de căldură din oțel inoxidabil, împărțite în cinci secțiuni: prima și a doua etapă de regenerare, pasteurizare, răcire cu apă arteziană și răcire cu apă cu gheață. Unele dispozitive cu plăci au o secțiune de regenerare. Secțiunile sunt separate unele de altele prin plăci intermediare speciale, care au fitinguri la colțuri pentru alimentarea și evacuarea lichidelor. Numerele de serie sunt ștampilate pe plăcuță;

Plăcile sunt presate pe suport folosind o placă și dispozitive de prindere. Gradul de compresie al secțiunilor termice este determinat dintr-un tabel cu o scară instalată pe suporturile superioare și inferioare. Diviziunea zero este stabilită de-a lungul axei șurubului distanțier vertical, corespunde compresiei minime care asigură etanșeitatea.

În instalațiile de mare capacitate, dispozitivele cu plăci au o aranjare dublă a secțiunilor în raport cu rack-ul principal.

Unitatea de pasteurizare-răcire mai include: separator de lapte si rezistent. Purificator de lapte servește la purificarea laptelui. Când se utilizează un purificator cu evacuare centrifugă a sedimentelor, este instalat un separator, cu unul manual - doi.

Agentul de reținere este unul dintre elementele principale ale unităților de pasteurizare și răcire. În acesta, laptele se menține la temperatura de pasteurizare un anumit timp (20 sau 300 s) necesar pentru a completa efectul bactericid al temperaturii.

Suportul este format din unul sau patru cilindri, care sunt montați pe suporturi tubulare. În unele instalații, suportul este realizat sub formă de patru secțiuni spiralate din țevi cu diametrul de 60 mm.

Supapa electro-hidraulică de retur sau bypass este utilizată pentru a comuta automat fluxul de lapte la re-pasteurizare atunci când temperatura acestuia în secțiunea de pasteurizare scade.

Funcționarea unei unități de pasteurizare-răcire în producția de lapte de consum este după cum urmează. Laptele din rezervorul de stocare este direcționat prin gravitație sau sub presiune în rezervorul de supratensiune, de unde este pompat în prima secțiune de regenerare a aparatului cu plăci. Incalzit la 37-40°C, intra in purificatorul de lapte pentru a indeparta impuritatile mecanice si este incalzit in continuare in a doua sectiune de regenerare si pasteurizare, unde este incalzit la 90°C. Din secțiunea de pasteurizare, laptele este trimis printr-o supapă de bypass electro-hidraulic către suport, rămâne acolo până la 300 s, apoi intră în secțiunile de regenerare pentru a transfera căldură către contracurent de lapte care intră în aparat. După aceasta, intră secvenţial în secţiile de răcire cu apă şi saramură, unde se răceşte la 8°C, şi iese din instalaţie.

Laptele este răcit cu apă arteziană și cu gheață sau saramură provenită din unitatea frigorifică. Răcirea laptelui la o temperatură nu mai mare de 8°C este posibilă numai cu o rată normală de alimentare cu apă și saramură în secțiunea de răcire. Întregul proces de pasteurizare este controlat automat.

Temperatura de pasteurizare necesară este menținută printr-o punte electronică. Ajustarea este lină. Temperatura de pasteurizare este înregistrată pe o bandă grafică dispozitiv de control. Sunete și alarma luminoasa se declanșează atunci când temperatura de pasteurizare scade sub parametri specificati.

Pentru a încălzi produsul, pe lângă apă caldă, abur sau electricitate, în unele unități de pasteurizare și răcire, încălzitoarele cu infraroșu sunt folosite ca sursă de încălzire directă a laptelui. În instalațiile cu productivitate scăzută, laptele este alimentat într-un strat subțire pentru tratare cu un emițător de infraroșu.

Unitățile de pasteurizare-răcire cu plăci au o serie de avantaje în comparație cu alte tipuri de dispozitive termice:

capacitate de lucru mică, care permite dispozitivelor de automatizare să monitorizeze cu mai multă acuratețe progresul procesului tehnologic (într-o instalație cu plăci capacitatea de lucru este de trei ori mai mică decât într-o instalație tubulară de aceeași productivitate);
capacitatea de a lucra destul de eficient cu o presiune termică minimă; afluxuri minime de căldură și pierderi de căldură și frig (de obicei nu este necesară izolarea termică);
economii semnificative (80...90%) de căldură în secțiile de regenerare (consumul specific de abur în unitățile cu plăci este de 2-3 ori mai mic decât în unitățile tubulare și de 4-5 ori mai mic decât în schimbătoarele de căldură capacitive);
zonă mică de instalare (o instalare cu plăci ocupă aproximativ de 4 ori mai puțină suprafață decât o instalație tubulară de performanță similară);
capacitatea de a schimba numărul de plăci din fiecare secțiune, ceea ce vă permite să adaptați schimbătorul de căldură la un anumit proces tehnologic;
posibilitatea de spălare în circulație a echipamentelor.

Unul dintre domeniile promițătoare de îmbunătățire pasteurizare instalații este utilizarea încălzitoarelor rotative în ele, design special care permite, datorită frecării moleculare a particulelor produsului prelucrat, să se încălzească acestuia din urmă la o temperatură dată. Temperatura tratamentului termic al produsului depinde de timpul în care se află în încălzitorul rotativ și poate fi reglată într-un interval larg. În același timp, produsul este omogenizat.