Пастеризационно-охладительная установка: описание, устройство, принцип работы, применение. Оборудование для пастеризации молока Установка трубчатого типа

Пастеризационно-охладительная установка используется для того, чтобы пастеризовать и охлаждать кисломолочные продукты. Другими словами, эта установка необходима всем предприятиям, которые работают с этой категорией товаров. К тому же данная установка снабжена автоматической системой контроля и регулирования температуры, что делает ее применение еще более удобным.

Описание установки

На сегодняшний день существуют трубчатые и пластинчатые установки. Далее будет описано устройство второго типа таких приспособлений. Итак, пластинчатая пастеризационно-охладительная установка состоит из таких основных элементов, как:

• пластинчатый теплообменник;
• система, предназначенная для подготовки горячей воды (в состав входит насос, инжектор и бак конвекционного типа).

Основное предназначение данной системы состоит в том, что она подогревает продукты до температуры сквашивания. Имеется также насос для самих продуктов. Естественно, что раз имеется автоматическая система контроля и регулирования параметров, то также в наличии есть пульт управления данной системой. Важно отметить, что пастеризационно-охладительная установка достаточно компактна и выполнена в модульном стиле. Единственное - это выдерживатель, который является отдельным элементом конструкции. Относительно установки он может быть смонтирован в любом доступном месте. В итоге получается удобная система, имеющая все необходимое для автоматического функционирования, которая при этом занимает мало места.

Предназначение установки

Пастеризационно-охладительная установка предназначена для выполнения таких действий, как:

• Подогрев молочного продукта до температуры в 55-60 градусов по Цельсию (температура сепарирования).
• Подогрев до температуры 75-80 градусов (гомогенизация молока).
• ПОдогрев до температуры пастеризации молочного продукта - 90-95 градусов.
• Оборудование также проводит выдержку товара при его температуре пастеризации в течение 300 секунд.
• Последняя операция - это охлаждение продукта до температуры сквашивания, то есть до 20-50 градусов.

Назначение элементов

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка для молока также способна работать с такими жидкими продуктами, как пиво, сок, вино, напитки, щелочи и прочие. За нагрев и охлаждение этой продукции отвечает пластинчатый теплообменник. Все операции осуществляются при закрытом потоке. Стоит также отметить, что из-за высокого показателя тепловой эффективности у таких теплообменников они обладают компактными размерами. Что касается коэффициента полезного действия, то у всех установок, выполненных на базе этой модели, он составляет более 90 %. Все детали пастеризационно-охладительной установки, которые в процессе эксплуатации соприкасаются с продуктами питания, выполнены из стали, разрешенной для применения в пищевой промышленности.

Хладоноситель в таких системах - это либо вода, либо рассол. Носителем тепла также может быть вода или же пар. У прибора имеется который состоит из пластин, станины и нажимной плиты. Все эти детали стянуты между собой фиксирующими шпильками.

Технические характеристики установки

Пастеризационно-охладительная установка для молока обладает определенным рядом технических параметров, который изменяется в зависимости от модели. Далее будут описаны параметры изделия ПБК-1.

Первый и наиболее важный параметр - это, конечно же, производительность. У данного оборудования он находится в пределах от 1000 до 10 000 л/час. Следующий параметр - это температура как хладоносителя, так и теплоносителя в системе. Разница между выходящими продуктами и этими носителями составляет от 2 до 4 градусов по Цельсию при кратности 1/3. Все модели также отличаются по своим габаритам, однако не слишком сильно, и сам по себе параметр не очень важен. Материал, используемый для изготовления пластины, - это сталь марки 12Х18Н10Т. Толщина пластин составляет 0,6 мм. Максимальная температура для ПБК-1 - это 150 градусов.

Принцип работы пастеризационно-охладительной установки

В автоматической системе пластинчатого типа рабочий процесс проходит следующим образом.

На производстве имеется молокосборник, который соединен с уравнительным баком прибора. Из сборника в этот модуль продукты поступают либо при помощи насоса, либо самотеком. Здесь важно следить за тем, чтобы уровень молока не упал ниже чем 300 мл, иначе начнется подсос воздуха в молочный насос. После этого насос перекачивает продукцию в первую секцию теплообменника. Здесь молочный продукт нагревается, так как происходит теплообмен с горячим молоком, следующим из участка пастеризации, через выдерживатель. Здесь температура объекта поднимается примерно до 47-50 градусов по Цельсию, после чего молоко перекачивается через очиститель во вторую секцию. Здесь продукт нагревается повторно. Теплообмен происходит с тем же пастеризованным молоком, которое проходило теплообмен предварительного типа в секции номер 1. После завершения этой процедуры молоко попадает в секцию пастеризации, которая считается третьей. Здесь теплоносителем выступает уже обычная вода. Теплообмен длится до тех пор, пока молочный продукт не нагреется до 76 градусов по Цельсию.

Далее, как было описано выше, пастеризованное молоко возвращается через секцию 1 и 2, где отдает тепло, охлаждаясь тем самым до 20-25 градусов. После этого продукция перекачивается в охладитель, где температура понижается до 5-8 градусов. Полностью охлажденное молоко в результате подается в танки для хранения. На этом работа пастеризационно-охладительной установки для молока заканчивается.

Установка трубчатого типа

Описание выше касалось прибора пластинчатого типа, однако есть еще и второй - трубчатый. Такие приборы состоят из трубчатого аппарата, двух насосов центробежного типа, возвратного клапана, установок отвода конденсата, а также пульта управления, предназначенного для управления автоматическими приборами регулирования и контроля работы.

Описание элементов агрегата

Трубчатая пастеризационно-охладительная установка включает в свой состав Он состоит из двух цилиндров, верхнего и нижнего, которые соединяются между собой при помощи системы труб. В торцы данных цилиндров вварены трубные решетки, в каждой из которых расположено по 24 трубы с диаметром по 30 мм. Решетки выполняются из нержавеющей стали, а также имеют короткие каналы. Этими каналами соединяются все 24 трубы. В результате получается змеевик непрерывного типа с общей протяженностью примерно в 30 м. Цилиндры, в свою очередь, закрыты крышками, которые снабжены резиновыми уплотнителями. Это делается не только для того, чтобы создать полностью герметичную конструкцию, но и для того, чтобы отделить короткие каналы друг от друга.

В работе устройства присутствует пар, который при поступлении попадает в пространство между цилиндрами. После того как он отработал, он выводится из прибора в виде конденсата при помощи конденсатоотводчиков термодинамического типа.

Суть работы агрегата

Молоко, которое необходимо нагреть, движется по очереди через верхний, а потом нижний цилиндр. Перемещается оно по внутритрубному пространству. У установки также имеется клапан, который регулирует подачу пара. Располагается он сразу на входе этого вещества. На выходе из прибора имеется еще один клапан, но уже возвратного типа. Он работает в автоматическом режиме, а его основная цель - это возвращение недопастеризованного молока на повторное прохождение операции. Для выполнения данной функции механизм соединен с термодатчиком через такой прибор, как регулятор температуры, который также расположен на выходе молока. Так как в устройстве присутствует давление пара и молока, то агрегат имеет и несколько манометров.

Стоит отметить, что обработка начинается с нижнего цилиндра, где присутствует пар, который нагревает молоко до температуры 50-60 градусов. В нижнюю часть молоко попадает под воздействием первого центробежного насоса. Для перекачки в верхний используется второй насос. В верхней части осуществляется пастеризация вещества до температуры 80-90 градусов по Цельсию.

Основные преимущества установки

Данное оборудование получило широкое распространение, так как оно выделяется рядом существенных преимуществ, важных для этой промышленности. Во-первых, устройство полностью соблюдает тепловые режимы как при пастеризации, так и при охлаждении. При этом сохраняется заданная производительность. Во-вторых, исполнение модульного типа максимально сокращает размеры аппарата, что делает его компактным, а значит, и удобным для размещения и применения.

Автоматические пастеризационно-охладительные установки Normit Paster 3000 и 5000 л/ч

Пастеризационная установка монтируется на раме и поставляется готовой к эксплуатации.

Для пуско-наладочных работ требуется всего лишь 1-3 дня.
Установка полностью изготавливается из стали AISI 304/316 и/или выше. Производительность по молоку: 3000-5000 л/час. Предназначается для производства термообработанных молочных продуктов самым щадящим образом с целью получения высококачественных продуктов без разрушения белка, молочного сахара и молекул жира.
Полностью автоматизированная и оснащенная управлением скорости потока, установка изменяет расход продукта в зависимости от производительности сепаратора и нормализатора по жирности.
Температурные датчики продукта и нагревающей воды обеспечивают контроль значения дельта Т для предотвращения разрушения белка при различных расходах и температурах пастеризации.

Установка оборудована контролем давления и температуры, и отводными клапанами согласно последним Директивам ЕС по гигиене, производится также архивация температуры и событий.
Управления основывается на ПЛК Сименс с сенсорной панелью. Требуется только подключение к линиям подачи воды, пара, электроэнергии, к канализации, и к входу/выходу молока и СИП-мойки. Установка поставляется как комплектный узел, что показывается на прилагаемой технологической схеме. Все пластинчатые теплообменники, насосы и клапаны производства Alfa Laval. Датчики расхода, регуляторы уровня производства Endress+Hauser, прочие датчики - IFM.
Общее управление на основе ПЛК Сименс. Пластины теплообменника - нержавеющая сталь AISI316 или

выше. Максимальное давление - 10/13 бар.
ПОУ предупреждает смешивание непастеризованного и пастеризованного продукта благодаря жесткому контролю дифференциального давления.
Минимальное дифференциальное давление - 0,5 бар. Функции и защитные системы соответствуют требованиям ЕС по гигиене.
Пастеризационная установка состоит из следующих основных элементов: 1 Пастеризатор производительностью 3 000 - 5 000 л/час, включая 2 секции регенерации, 1 секцию пастеризации и 1 секцию охлаждения.
Выход между секциями регенерации 1 и 2 предназначается для сепаратора/бактофуги/гомогенизатора.

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.

Пастеризационно - охладительные установки пластинчатого типа. В состав пастеризационно-охладительной установки пластинчатого типа входят уравнительный бак с клапанно-поплавковым устройством для регулирования уровня молока в баке, центробежный насос для молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, центробежный насос для горячей воды, пароконтактный нагреватель для нагревания воды и пульт управления.

Уравнительный бак представляет собой емкость из нержавеющей стали цилиндрической формы с крышкой. На боковой поверхности имеются два патрубка, один из которых предназначен для ввода сырого молока в уравнительный бак, а другой -- для ввода недопастеризованного молока. В отверстии для ввода сырого молока установлен клапан, соединенный посредством рычага с поплавком.

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

Пластинчатый аппарат (рисунок 7) имеет главную переднюю стойку 3 и вспомогательную заднюю стойку 9. В передней и задней стойках закреплены концы верхней и нижней штанг. Верхняя горизонтальная штанга 7 предназначена для подвески теплообменных пластин 15. Прокладка 13, которая на лицевой стороне пластины ограничивает канал для соответствующего потока среды.

Пластина имеет угловые отверстия 4 и 14, вокруг которых уложены малые кольцевые резиновые прокладки 5. Уплотнительные прокладки после сборки и сжатия пластин в аппарате образуют две изолированные системы герметичных каналов. Одна из этих систем предназначена для горячей рабочей среды, другая для холодной. Каждая из систем межпластинных каналов соединяется со своим коллектором. Холодная рабочая среда попадает в коллектор через штуцер 1, расположенный на стойке. По коллектору рабочая среда доходит до пластины 6, которая имеет глухой угол (отверстие отсутствует) и растекается в межпластинных каналах. Рабочая среда, собираясь в нижнем коллекторе, который образован нижними угловыми отверстиями 14, выходит из аппарата через штуцер 11. Горячая рабочая среда входит в аппарат через штуцер 12 и попадает в нижний коллектор. Далее она растекается в межпластинных каналах и, двигаясь снизу вверх (противотоком по отношению к холодной рабочей среде),собирается в верхнем коллекторе. Из аппарата горячая рабочая среда выходит через штуцер 2. Уплотнительные прокладки в аппарате обеспечивают герметичность и чередование межпластинных каналов для горячей и холодной рабочих сред. Все пластины плотно сжимаются нажимной плитой 8 и винтом 10. В собранном аппарате теплообменные пластины группируются в секции, в результате чего осуществляются предварительное нагревание молока (путем рекуперации), нагревание до температуры пастеризации, предварительное охлаждение (путем рекуперации) и окончательное охлаждение .

1, 2, 11, 12 -- штуцера; 3--передняя стойка; 4 -- верхнее угловое отверстие; 5 -- малая кольцевая-резиновая прокладка; 6-- граничная пластина; 7 -- штанга; 8 -- нажимная плита; 9 -- задняя стойка; 10 -- винт; 13--большая резиновая прокладка; 14 -- нижнее угловое отверстие; 15 -- теплообменная пластина

Рисунок 7 - Схема пластинчатого аппарата

В аппарате молоко при его обработке движется через секции последовательно. Вначале оно проходит секцию рекуперации 1 (рисунок 8). Из этой секции осуществляется его вывод на очистку. Затем молоко попадает в секцию пастеризации II, вновь возвращается в секцию рекуперации I и далее поступает в секции водяного охлаждения III и рассольного охлаждения IV.

Каждая секция составляется из пакетов, через которые молоко движется также последовательно. На представленной схеме каждая секция имеет по два пакета. Движение молока по пакетам секций последовательное: первый и второй пакеты -- в секции рекуперации; первый и второй пакеты -- в секции пастеризации и далее в секциях водяного и рассольного охлаждения. Каждый пакет состоит из определенного количества пластин, которые образуют параллельные каналы. Движение молока по каналам пакетов осуществляется параллельным потоком.

Количество пакетов и параллельных каналов зависит от скорости движения молока в аппарате. Пластины имеют рифленую поверхность. Сомкнутые в секциях, они образуют извилистые каналы, двигаясь по которым потоки молока, нагревающей и охлаждающей среды периодически изменяют направление. В результате этого в потоке, даже при небольших скоростях его движения, образуются завихрения, придающие потоку турбулентный характер. Турбулизация потока способствует повышению эффективности теплообмена между жидкостями .

а -- в секциях и пакетах: 1 -- секция рекуперации; II -- секция пастеризации; III -- секция водяного охлаждения; IV -- секция рассольного охлаждения; б -- в межпластинных каналах

Рисунок 8 - Схема движения молока, горячен и холодной воды, а также рассола в пластинчатом аппарате с односторонним расположением секций

В установках большой производительности применяют аппараты с двусторонним расположением секций по отношению к главной стойке (рисунок 9). Аппарат имеет главную стойку 12, на которой расположены штуцера для ввода пастеризованного молока в секцию водяного охлаждения 1 после первой секции рекуперации, для вывода пастеризованного молока из секции пастеризации 2 и подачи его в выдерживатель, для вывода горячей воды 18, для вывода холодной 19, для ввода горячей и холодной воды. Штуцера для ввода горячей и холодной воды размещены в нижней части главной стойки, со стороны штуцеров 18 и 19. В главной стойке заделаны концы верхней и нижней горизонтальных штанг. На верхней горизонтальной штанге подвешены теплообменные пластины, образующие секции рекуперации 7, 9, секцию пастеризации 11 и секции водяного и рассольного охлаждения 13. Между секциями рекуперации и пастеризации установлены разделительные плиты 21, на которых расположены штуцера для ввода и вывода рабочих сред. Сжатие пластин осуществляется нажимной плитой 4 и зажимным устройством 6. Нижняя горизонтальная штанга поддерживается ножкой 5.

Ленточно-поточные пластины с горизонтальными гофрами типов П-1, П-2, П-3 имеют поверхности теплопередачи соответственно 0,15; 0,21; 0,42 м 2 , сетчато-поточные пластины с наклонными гофрами типов ПР-0.5Е, и ПР-0.5М -- поверхность теплопередачи 0,5 м 2 .

1 -- штуцер для ввода пастеризованного молока в секцию водяного охлаждения; 2 - штуцер для вывода пастеризованного молока из секции пастеризации на подачи его в выдерживатель; 3 -- штуцер для ввода молока в секцию рекуперации после центробежного молоко- очистителя; 4 -- нажимная плита; 5 -- ножка; 6 -- зажимное устройство; 7-- секция рекуперации 1; 8 - штуцер для вывода молока из первой секции рекуперации и подачи его к центробежному молокоочистителю; 9 -- вторая секция рекуперации; 10 -- штуцер для ввода молока во вторую секцию рекуперации после выдерживателя; 2-- секция пастеризации; 12 -- главная стойка; 13 -- секции водяного и рассольного охлаждения; 14 -- штуцер для вывода пастеризованного охлажденного молока; 15 -- штуцер для вывода рассола; 16 -- штуцер для ввода сырого молока; 17 -- штуцер для вывода молока из второй секции рекуперации и подачи его в секцию водяного охлаждения; 18 -- штуцер для вывода горячей воды; 19 --штуцер для вывода холодной воды; 20 -- штуцер для ввода рассола; 21 -- разделительная плита

Рисунок 9 - Пластинчатый аппарат с двусторонним расположением секции

Пастеризационно-охладительные установки для питьевого молока различают по производительности. Выпускают пастеризационно-охладительные установки производительностью 3000, 5000, 10000, 15 000 и 25000 л/ч.

Наиболее распространенной является пастеризационно-охладительная установка производительностью 10 000 л/ч (рисунок 10).

Из молокохранилыюго отделения молоко подается в уравнительный бак 1, который имеет поплавковый регулятор уровня 2. При работе установки постоянный уровень в уравнительном баке поддерживается регулятором, что способствует стабильной работе центробежного насоса и предотвращает перелив молока из бака. Далее молоко центробежным насосом 3 нагнетается в первую секцию рекуперации 1 пластинчатого аппарата 5. Между центробежным насосом к пластин- чатым аппаратом установлен ротаметрический регулятор 4, который обеспечивает постоянство производительности установки. В первой секции рекуперации молоко нагревается до температуры 40--45°С и поступает в сепаратор-молокоочиститель 6, где происходит его очистка. Установка может иметь один сепаратор-молокоочиститель с центробежной выгрузкой осадка или два сепаратора-молокоочистителя без центробежной выгрузки, работающих поочередно. После очистки молоко, нагреваясь до температуры 65--70°С во второй секции рекуперации 2, по внутреннему каналу переходит в секцию пастеризации III, где нагревается до температуры пастеризации 76--80°С. После секции пастеризации молоко выдерживается в выдерживателе 7 и возвращается в аппарат, где предварительно охлаждается в секциях рекуперации 1 и 2 и окончательно до конечной температуры -- в секциях водяного охлаждения IV и рассольного охлаждения V.

На выходе из аппарата установлен возвратный клапан 15. Он регулирует направление потока пастеризованного охлажденного молока к фасовочным автоматам или в уравнительный бак для повторной пастеризации при нарушении режима пастеризации.

Горячая вода для нагревания молока подается в секцию пастеризации насосом 16. Из этой секции охлажденная вода, после того как она отдаст тепло молоку, возвращается в бачок-аккумулятор 17. Вода нагревается до температуры 78 -82°С паром в пароконтактном нагревателе 21.

В пароконтактный нагреватель подается пар регулирующими клапанами подачи 18 и 19.

На выходе пастеризованного молока из секции пастеризации установлен датчик температуры меньше 8, который связан с автоматической системой регулирования температуры пастеризации посредством клапана 19 и возврата молока на повторную пастеризацию посредством клапана 15. Датчик температуры 12 предназначен для контроля температуры охлажденного пастеризованного молока.

Установка снабжена показывающими манометрами для контроля давления молока после сепаратора-молокоочистителя 9, для контроля давления холодной воды 10, для контроля давления рассола 13, для контроля давления греющего пара 20, 22 и 23.

1 - нагреватель, уравнительный бак; 2 3 4 -- ротаметрический регулятор; 5 -- пластинчатый аппарат; 6 -- сепаратор-молоко- очиститель; 7 выдерживатель; 8, 12 -- датчики температуры; 9. 10. 13. 14, 20, 22, 23 -- показывающие манометры; И -- вентиль для регулирования подачи рассола; 15 -- возвратный клапан; 16 17 -- бачок-аккумулятор; 18, 19 -- регулирующие клапаны подачи пара; 21 -- пароконтактный нагреватель

Рисунок 10 - Принципиальная схема пастеризационно-охладительной установки для питьевого молока

Пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов различают по производительности. Выпускают пастеризационно-охладительные установки производительностью 5000 и 10000 л/ч. Пластинчатый аппарат этих установок имеет три секций: рекуперации, пастеризации и охлаждения.

В установке производительностью 5000 л/ч пластинчатый аппарат собран из ленточно-поточных пластин типа П-2, в установке производительностью 10000 л/ч -- из ленточно- поточных пластин типа П-3.

Сырое молоко, предназначенное для пастеризации, подается в уравнительный бак 1 (рисунок 11), который имеет поплавковый регулятор уровня 2. Центробежный насос 8 нагнетает молоко в секцию рекуперации /. Молоко в секции рекуперации нагревается горячим молоком до температуры 50--55°С. Далее молоко очищается в одном из сепараторов-молокоочистителей 6 и 7, работающих попеременно.

Вместо двух сепараторов-молокоочистителей установка может иметь один с центробежной выгрузкой осадка. После очистки молоко пастеризуется в секции пастеризации II при температуре 90--95°С и гомогенизируется в гомогенизаторе 15. Пастеризованное, гомогенизированное молоко выдерживается в выдерживателе емкостного типа 19 при температуре пастеризации в течение 300--340 с. Из выдерживателя молоко насосом 21 подается в секцию рекуперации, где предварительно охлаждается. Окончательно молоко охлаждается холодной водой до температуры сквашивания 22--50°С в секции охлаждения III.

До температуры пастеризации молоко нагревается горячей водой, которая подается в секцию пастеризации центробежным насосом 10. Охлажденная в секции пастеризации вода нагревается паром в пароконтактном нагревателе 13, из которого она подается в бачок-аккумулятор 12. Излишек воды, образовавшийся в результате конденсации пара, сбрасывается через дренажную трубку в канализацию.

В пароконтактный нагреватель пар подается регулирующим клапаном 18. Датчик температуры 11, предназначенный для регулирования температуры пастеризации, связан с регулирующим клапаном подачи пара 18 и возвратным клапаном 17. Возвратный клапан переключает поток молока на повторную пастеризацию, если температура пастеризации не достигла установленного значения.

Для контроля давления молока и пара установка снабжена показывающими манометрами 8, 9, 14, 16, 20.

1 -- уравнительный бак; 2 -- поплавковый регулятор уровня; 3 -- центробежный насос для молока; 4, 11 -- датчики температуры; 5 -- пластинчатый аппарат; 6, 7 -- сепараторы-молокоочистители; 8, 9, 14, 16, 20 -- показывающие манометры; 10 -- центробежный насос для горячей воды; 12 -- бачок-аккумулятор; 13 -- пароконтактный нагреватель; 15 -- гомогенизатор; 17 -- возвратный клапан; 18 -- регулирующий клапан подачи пара; 19 -- выдерживатель; 21 - центробежный насос для пастеризованного молока

Рисунок 11 - Принципиальная схема пастеризационно-охладительной установки для кисломолочных продуктов

Пастеризационно - охладительные установки для питьевых сливок выпускаются производительностью 100 и 2000 л/ч.

Сливки поступают в уравнительный бак 1 (рисунок 12). Уровень сливок в баке регулируется поплавковым регулятором уровня 2. Центробежный насос 8 подает сливки в секцию рекуперации 1, где они нагреваются до температуры 50-65 0 С. Из секции рекуперации сливки поступают в секцию пастеризации II , где они пастеризуются при температуре 86-90 0 С. После пастеризации сливки охлаждаются сначала в секции рекуперации, а затем в секциях водяного III и рассольного I V охлаждения до температуры 2-6 0 С.

Для нагревания сливок используются горячая вода температурой 90-95 0 С. В секцию пастеризации она нагнетается центробежным насосом 9. Нагревание горячей воды осуществляется паром в пароконтактном нагревателе 15. Излишек горячей воды, образовавшейся в результате конденсации греющего пара, сбрасывается из бачка-аккумулятора 11 через дренажную трубку канализацию.

На выходе пастеризованных сливок устанавливается датчик температуры 10, который связан с регулирующим клапаном 12 и возвратным клапаном 3. При недостаточной температуре пастеризации автоматически увеличивается количество подаваемого пара. Регулирующий клапан 7 предназначен для регулирования подачи рассола и, следовательно, конечной температуры пастеризованных сливок. Показывающие манометры 6, 13, 14 предназначены для контроля давления рассола и пара

1 - уравнительный бак; 2 - поплавковый регулятор уровня; 3 - возвратный клапан; 4, 10 - датчики температуры; 5 - пластинчатый аппарат; 6, 13, 14 - показывающие манометры;7 - регулирующий клапан подачи рассола; 8 - центробежный насос для сливок; 9 - центробежный насос для горячей воды; 11 - бачок-аккумулятор; 12 - регулирующий клапан подачи пара; 15 - пароконтактный нагреватель

Рисунок 12 - Принципиальная схема пастеризационно - охладительной установки для питьевых сливок

Пластинчатая пастеризационно - охладительная установка для кисломолочных продуктов предназначена для пастеризации и охлаждения молочных продуктов в непрерывном тонкослойном закрытом потоке при автоматическом контроле и регулировании технологического процесса при производстве кисломолочных продуктов.

Устройство.

Пластинчатая пастеризационно - охладительная установка для кисломолочных продуктов состоит из пластинчатого теплообменника, систем подготовки горячей воды (конвекционный бак, насос для горячей воды, инжектор) для пастеризации продукта и подогрева продукта до температуры сквашивания, насоса для продукта, пульта управления, выдерживателя, системы контроля и автоматического регулирования технологическим процессом обработки продукта, трубопроводов, клапанов, смонтированных на раме. Установка компактна и представляет собой модульную конструкцию, имеющую высокую монтажную готовность. Выдерживатель установки представляет собой отдельно стоящий модуль, который при монтаже установки может монтироваться в любом относительно установки месте.

Выполняемые операции:

Подогрев молока до температуры сепарирования 55-60 О С;

Подогрев молока до температуры гомогенизации 75-80 О С;

Подогрев молока до температуры пастеризации 90-95 О С;

Выдержка продукта при температуре пастеризации 300 сек;

Охлаждение продукта до температуры сквашивания 20-50 О С.

2.3. Пластинчатый теплообменный аппарат (теплообменник)

Назначение:

Пластинчатый теплообменник предназначен для охлаждения или нагрева молока, сливок, кефира, пива, вина, соков, напитков, щелочи, воды, растительного масла, меланжа и других жидких продуктов в закрытом потоке.

Благодаря тепловой эффективности пластинчатые теплообменники отличаются высоким уровнем компактности. Нагревательные или охладительные установки, скомпонованные на их базе, имеют значительно меньшие габариты, чем установки аналогичного назначения других типов, КПД у всех более 90%. Детали теплообменников, соприкасающиеся с продуктами, изготавливаются из материалов, разрешенных к применению в пищевой промышленности. В зависимости от химических и физических свойств продуктов, а также тепловых режимов (температура, давление) теплообменники комплектуются уплотнителями из соответствующих материалов (пищевая резина, силикон, фторопласт и т.д.). Нагревательные и охладительные аппараты позволяют осуществлять закрытую циркуляционную мойку под давлением, просты в эксплуатации и ремонте.

 Хладоносителем является вода или рассол.

 Теплоносителем является вода, пар.

 Теплообменный аппарат состоит из теплообменных пластин, станины и нажимной плиты, стянутых между собой шпильками.

 Теплообменные пластины выпускаются разных типов, различающихся: по виду уплотнений, обеспечивающих герметичность аппарата, по геометрическим размерам.

Тип А Уплотнение закладное - обеспечивающее крепление уплотнения к пластине при помощи клипсовых зажимов (ПБК-1,ПМК-1).

Тип Б Крепление уплотнений к пластине при помощи клеевого соединения (ПМ-1).

Таблица 10. Технические характеристики пластинчатых теплообменных аппаратов

В автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установке (рис.22) рабочий процесс протекает в следующем порядке.

Рис. 22 . Схема автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установки:

1 - пластинчатый аппарат; 2- сепаратор-молокоочиститель; 3- центробежный насос; 4- уравнительный бак; 5-перепускной клапан; 6- выдсрживатслъ; 7- насос горячей воды; 8- бойлер; 9- инжектор; 10- пульт управления; I-секция первой регенерации; II- секция второй регенерации; III- секция пастеризации; IV- секция водяного охлаждения; V- секция рассольного охлаждения.

Из молокосборника молоко самотеком или при помощи насоса подается в уравнительный бак 4. Уровень молока должен быть не менее 300 мм во избежание подсоса воздуха в молочный насос. Насосом 3 молоко подается в секцию I пластинчатого аппарата (секцию регенерации), где оно нагревается за счет теплообмена с горячим молоком, идущим от секции пастеризации через выдерживатель 6. Нагретое до 37... 40°С молоко выходит из секции в молокоочиститель, а оттуда подается во вторую секцию регенерации, где происходит дополнительный его нагрев пастеризованным молоком, прошедшим предварительно теплообмен в секции I регенерации. Из секции II регенерации молоко переходит в секцию III пастеризации, где за счет теплообмена с горячей водой нагревается до температуры 76°С..

Пастеризованное молоко проходит через выдерживатель в I и II секции регенерации, где отдает часть тепла холодному молоку и его температура снижается до 20...25°С. Далее это молоко проходит последовательно секции охладителя, после чего его температура понижается до 5...8°С, в зависимости от начальной температуры охлаждающей воды или рассола. Холодное молоко поступает для хранения в танки. Выдерживатель в ус­тановке предназначен для усиления пастери­заци­онного эффекта. Дополнительная выдержка в течении 20 с в выдерживателе перед охлаждением способствует уничтожению микрофлоры молока. Горячая вода для пастеризации готовится в бойлере. Она нагревается паром, поступающим в систему циркуляции горячей воды через инжектор 9 паропровода котельной установки.

Электрогидравлический клапан на паропроводе обеспечивает автоматическую регулировку поступления пара в зависимости от температуры молока. При понижении температуры молока, выходящего из пастеризационной секции, перепускной клапан 5 автоматически направляет молоко в уравнительный бак для повторной пастеризации.

Установка имеет пульт управления (рис. 6), оснащенный приборными панелями с расположенным на них оборудованием и приборами. На щит пульта вынесены приборы и ключи управления. Электронный мост 2 предназначен для записи температуры пастеризации молока, управления перепускным клапаном молока, световой и звуковой сигнализации установки. Электронный регулятор 7 управляет клапаном подачи пара. Логомер 5 контролирует температуру охлаждения молока. Задатчик 10 служит для установки температуры пастеризации. Переключателем 11 система регулирования переводится в автоматический режим или на ручное управление. При ручном (дистанционном) управлении регулирующий клапан действует от ключа. Тумблер 6 управляет работой перепускного клапана, переключатель 12- работой двигателя, тумблер 8- звуковой сигнализацией. Лампы 3 сигнализируют о включении пульта, двигателей и снижении температуры пастеризации. Пульт подключают к электросети через пакетный выключатель 9.

Перед пуском установки проверяют расстояние пакета пластин аппарата и доводят их сжатие до нулевой отметки по нажимному устройству. Контролируют соединения, направление вращения барабана сепаратора и роторов насосов. В уравнительный бак заливают содовый раствор и включают насосы в работу. Включают пар. Через 15 минут прекращают промывку и подают в систему холодную воду для вытеснения содового раствора. Промывают систему в циркуляционном режиме горячей водой в течение 30 минут, считая с момента выхода чистой воды из аппарата при температуре 85°С.

Перед стерилизацией переключатель пульта ставят на соответствующие позиции "Стерил." и "Автомат". По окончании стерилизации вытесняют воду из аппарата молоком и продолжают пастеризацию, установив все приборы пульта на автоматический режим работы. Белая лампа на пульте управления установки, показывающая возврат молока, должна погаснуть.

После перевода приборов на автоматический режим управления сначала включают подачу молока из молочного бака или танка в уравнительный бак, а затем насос для подачи молока в пастеризатор. К этому времени сепараторный барабан должен достичь рабочей частоты вращения, иначе возможно его переполнение. Одновременно включают насос для подачи горячей воды. При таком порядке пуска молоко из уравнительного бака вытесняет воду из аппарата после стерилизации. Ее сливают в канализацию до тех пор, пока не появится молоко, затем шланг присоединяют к молочному танку.

В начале работы установки молоко не успевает нагреться до температуры пастеризации и возвращается в уравнительный бак. При повышении температуры до заданной включают подачу холодной воды. После срабатывания перепускного клапана молоко направляется в выдерживатель, а аппарат переходит на работу по заданной технологической схеме в автоматическом режиме. Непрерывность работы установки лимитируется объемом грязевого пространства сепараторного барабана и составляет 2,5...3 ч, в зависимости от загрязненности молока механическими примесями.

При остановке аппарата прекращают подачу молока в уравнительный бак и сразу после его опорожнения включают подачу воды для вытеснения остатков молока. При проявлении воды шланг направляют в канализацию, прекращают подачу пара, отключают насосы горячей и холодной полы и молочный насос, останавливают молокоочиститель установки.