Оборудование для первичной обработки молока

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

 

 

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

 

Рисунок – 13  Открытый оросительный охладитель

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

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

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

Закрытые охладители бывают двух типов: трубчатые и пластинчатые.

Охладитель трубчатого типа (Рисунок 12, а) состоит из двойных труб, вставленных одна в другую и помещенных в общий тепло-изолированный кожух. Охлаждаемое молоко движется по центральной трубе, а хладоноситель — противотоком по кольцевому зазору. Охладители трубчатого типа могут иметь две секции: охлаждения холодной водой и рассолом.

Охладитель пластинчатого типа (рисунок 12, б) представляет собой теплообменный аппарат, рабочая поверхность которого выполнена из отдельных параллельно сомкнутых пластин. Он состоит из главной стойки с верхней и нижней горизонтальными штангами, нажимной плиты и гайки. На верхней штанге подвешивают теплообменные рабочие пластины с рифленой поверхностью. Между ними благодаря резиновым прокладкам образуются каналы, по которым протекают охлаждаемый продукт и хладоноситель. Все пластины уплотняются нажимными плитой и гайками. Основными параметрами, характеризующими пластинчатый охладитель, являются тип и число теплообменных пластин. Размеры, форма и профили их поверхностей разнообразны. [ 2 ]

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

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

Пластины первого типа характеризуются тем, что создаваемый поток жидкости между ними подобен волнистой гофрированной ленте. При использовании пластин второго типа поток жидкости разветвляется на смыкающиеся и расходящиеся потоки. Это связано с огибанием жидкостью опорных точек, образуемых взаимным пересечением наклонных гофр и расположенных по ширине подобно сетке. Пластины второго типа имеют более высокое сопротивление проталкивания теплообменивающихся сред, однако обладают лучшими теплотехническими показателями, чем ленточно-поточные.

В большинстве пластинчатых охладителей зарубежного производства применяют только пластины сетчатопоточного типа, причем с еще более сложной конфигурацией сетки.

 

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

 

Рисунок - 12 Закрытые охладители

 

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

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

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

 

9 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОКА

 

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

К первым относят ванны длительной пастеризации и универсальные ванны.

Трубчатая пастеризационная установка (рисунок 13) состоит из двух центробежных насосов, трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков 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. Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб, образуя таким образом непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцевые цилиндры закрывают крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга.

Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков.

Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндры. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата — возвратный клапан, с помощью которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, расположенным также на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока.

Обрабатываемый продукт из накопительной емкости с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 60 °С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при температуре 80...90 °С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что в трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В про¬цессе теплообмена сливки поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с.

1 — центробежные насосы  для молока; 2 — ковденсатоотводчики; 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; 16— пульт управления; 17—верхний барабан; 18— нижний барабан; 19— рама

 

Рисунок – 13 Трубчатая пастеризационная установка

Преимуществами трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми являются значительно меньшие количество и размеры уплотнительных прокладок, а недостатками — большие габариты и высокая металлоемкость; кроме того, при чистке и мойке этих установок требуется свободное пространство со стороны торцов цилиндров теплообменного аппарата.

Трубчатые установки эффективны в том случае, если последующий процесс обработки молока проводят при температуре, незначительно отличающейся от температуры пастеризации.

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

В состав пастеризационно-охладительной установки, используемой при производстве питьевого молока (рисунок 14), входят уравнительный бак, центробежные насосы для горячей воды и молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, система нагрева и шкаф управления.

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

Пластинчатая пастеризационно-охладительнаяустановка (рисунок 14) имеет главную переднюю стойку и вспомогательную заднюю стойку, в которые закреплены концы верхней и нижней горизонтальных штанг. Верхняя предназначена для подвески теплообменных пластин. По периферии каждой пластины в специальной канавке уложена большая резиновая прокладка, герметично уплотняющая канал.

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

Пластинчатый аппарат снабжен теплообменными пластинами из нержавеющей стали, разбитыми на пять секций: первая и вторая ступени регенерации, пастеризации, охлаждения артезианской водой и охлаждения ледяной водой. Некоторые пластинчатые аппараты имеют одну секцию регенерации. Секции отделены друг от друга специальными промежуточными плитами, имеющими по углам штуцера для подвода и отвода жидкостей. На пластине выбиты порядковые номера, те же номера указаны на схеме компоновки пластин. [ 3  ]

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

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

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

 

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 электропадравлический клапан

 

Рисунок - 14 Схема пластинчатой пастеризациоиио-охладительной установки типа ОПФ

 

 

Рисунок - 15 Пластинчатые аппараты с различным расположением секций

 

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