![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Оборудование для тепловой обработки молока и молочных продуктов
Практическая работа 4 Цель: Изучить классификацию, устройство и принцип действия теплового оборудования Вопросы, выносимые на рассмотрение: 1. Нагреватели, пастеризаторы и стерилизаторы 2. Аппараты для охлаждения молока 1 Оборудование для тепловой обработки молока. Тепловая обработка (охлаждение и нагревание) молока и молочных продуктов является обязательной при производстве питьевого молока и других молочных продуктов. Охлаждение проводится в целях понижения температуры продукта в соответствии с требованиями технологических процессов, а нагревание – для обезвреживания продуктов в микробиологическом отношении, предохранения их от порчи в процессе хранения. На заводах для охлаждения молока применяют пластинчатые охладительные установки с комбинированным охлаждением водой и рассолом, а также трубчатые охладители. Пластинчатый нагреватель (охладитель) представляет собой комплект теплообменных пластин. Пластины рифленые, штампованные, с приклеенными по периферии резиновыми прокладками. Они изготовляются из нержавеющей стали и стягиваются стяжными болтами между упорной и нажимной плитами. С одной стороны пластины протекает продукт, а с другой – тепло- или хладоноситель (горячая вода, холодная вода, рассол). В молочной промышленности применяют основной вид тепловой обработки молока – пастеризацию, которую осуществляют на пастеризационных установках. Пастеризационные установки также бывают пластинчатого и трубчатого типов, они предназначены для пастеризации и охлаждения в потоке питьевого молока. Выпускают пастеризационно – охладительные установки производительностью 3 000, 5 000, 10 000, 15 000 и 25 000 л/ч. Пастеризационно — охладительные установки пластинчатого типа предназначены для тепловой обработки молока при выработки пастеризованного молока и молока, используемого для производства сливок и смеси мороженого. В состав пастеризационно - охладительной установки пластинчатого - типа входят пластинчатый теплообменный аппарат, уравнительный бак с поплавковым регулятором уровня молока в баке, центробежный насос, сепаратор - молокоочиститель, выдерживатель, установка для подготовки теплоносителя, пульт управления с прибором контроля и регулирования процесса. Пластинчатый теплообменный аппарат (рис. 17) имеет секции, в которых осуществляются следующие процессы: пастеризация (нагревание продукта до температуры пастеризации), охлаждение водой, охлаждение рассолом или ледяной водой, рекуперация (теплообмен между горячим и холодным продуктами). На двух стойках (передней и задней) аппарата укреплены две штанги, которые являются опорами теплообменных пластин. Угловые отверстия пластин окружены прокладками. По периферии пластины уложена прокладка. При сборке аппарата и сжатии пластин образуются две изолированные системы герметичных каналов. В одном канале движется горячая среда; а в другом - холодная. Собранные пластины объединяются в секции. Внутри секций пластины группируются в пакеты, в каналах которых продукт движется параллельно.
Рис.17. Пластинчатый теплообменный аппарат. 1, 2, 11, 12 - штуцера; 3 - передняя стойка; 4 - верхнее угловое отверстие; 5 - малая кольцевая 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 Уравнительный бак представляет собой емкость с патрубками для входа и выхода продукта. Внутри бака установлен поплавковый регулировочный клапан, поддерживающий постоянный уровень продукта в баке. Центробежный насос предназначен для забора молока из бака и подачи его в пластинчатый теплообменный аппарат. В сепараторе-молокоочистителе подогретое в аппарате молоко очищается от механических примесей. Выдерживатель представляет собой цилиндрическую трубу, смонтированную в пульте управления либо установленную отдельно на раме. Пастеризация питьевого молока, кисломолочных продуктов, питьевых сливок и мороженого осуществляется в различных пастеризационно — охладительных установках. Рис. 18. Схема пастеризационно-охладительной установки для питьевого молока: 1 - уравнительный бак; 2 - поплавковый регулятор уровня; 3 - насос для молока; 4 - ротаметрический регулятор; 5 -пластинчатый теплообменный аппарат; 6 - сепаратор - молокоочиститель; 7 - выдерживатель; 8, 12 - датчики температуры; 9, 10, 13, 14, 20, 22, 23 - манометры; 11 - вентиль регулировки подачи рассола; 15 - возвратный клапан; 16— насос горячей воды; 17 - бачок-аккумулятор; 18, 19 - клапаны, регулирующие подачу пара; 21- пароконтактный нагреватель воды. Для стерилизации молока в молочной промышленности применяют стерилизационные установки, а также стерилизаторы. Стерилизационные установки поточные бывают с нагревателями поверхностного типа (пластинчатые и трубчатые) и пароконтактными (инжекционные и инфузионные). Стерилизаторы предназначены для стерилизации и охлаждения питьевого молока, фасованного в стеклянные бутылки, и для стерилизации и охлаждения сгущенного молока, фасованного в жестяные банки. Все установки снабжаются системами автоматического контроля и регулирования температуры пастеризации и стерилизации. Конструктивные особенности стерилизационных установок определяются условиями их работы. Стерилизация молока происходит при высоких температурах нагревания – выше 100 º С. Для того чтобы молоко не вскипало при этих температурах, оно прокачивается через аппарат при повышенном давлении. Это значит, что прочность аппарата и его соединительных узлов должна быть выше, чем, например, в пастеризационных установках. Фирма GЕА – Ahlborn (Германия) выпускает пластинчатые теплообменные установки производительностью до 33 тыс. л/ч для УВТ-обработки молока при температуре 140º С с регенерацией не менее 92% тепла. В основу конструкции теплообменника для УВТ-нагрева положен известный способ снижения пригарообразования путем предварительного выдерживания горячего молока с целью стабилизации его белков. Для этого подогретое до 100º С в секции регенерации молоко перед подачей его в последующие секции теплообменника подвергают промежуточному выдерживанию в потоке при указанной температуре в течение 50 с. В установках пластинчатого типа (рис. 19) сырое очищенное молоко из уравнительного бака подается центробежным насосом в рекуперативную секцию III, где нагревается горячим молоком до 66 С.
Рис. 19. Схема стерилизационно-охладительной установки пластинчатого типа: 1 - промежуточный бак; 2 - насос для молока; 3 - теплообменник-рекуператор; 4— насос высокого давления для молока; 5 - стерилизатор; 6 - выдерживатель; 7 - гомогенизатор; 8 - емкость для асептического хранения молока; 9 - пульт управления; 10 - бачок-аккумулятор; 11 - насос горячей воды; 12 - пароконтактный нагреватель воды. Затем насосом высокого давления молоко направляется в секцию I, где нагревается горячей водой до 1370 С и выдерживается в течение 4 с. Из выдерживателя молоко направляется в рекуперативную секцию теплообменника II, где охлаждается горячей водой до 70О С. Охлажденное молоко поступает в гомогенизатор и направляется в рекуперативную секцию ‚II, где охлаждается холодным сырым молоком до 20 0С Горячая вода для нагревания молока в стерилизаторе сначала поступает из бачка аккумулятора в пароконтактный нагреватель, а затем в стерилизатор для нагревания молока при температуре 140° С. Из стерилизатора вода направляется в рекуперативные секции теплообменника IV и V и охлажденная до 63° С возвращается в аккумулятор. Все аппараты установки связаны автоматизированной системой контроля и управления технологическим процессом. Фирма A/S Sander Hansen & Co (Дания) изготовляет полностью автоматизированные, работающие на гидростатическом принципе установки для стерилизации молока и жидких молочных продуктов в бутылках при температуре около 118º С производительностью до 25 тыс. бутылок в час. Благодаря качающемуся движению продукта, которое продолжается в течение всего процесса термической обработки, удается воспрепятствовать образованию так называемой “стерильной корки” и получить продукт высокого качества, а также интенсифицировать теплопередачу. Фирма Elecster OY (Финляндия) изготовляет универсальные автоматизированные линии “Элекстер” для пастеризации и стерилизации молока и расфасовки его в полимерные мешочки емкостью 0, 2; 0, 5 и 1, 0 л. Для нагрева молока до температуры стерилизации (140º С) используют электроэнергию. Удельный её расход составляет 37 кВт на 1 тыс. л молока. По данным фирмы, применение в теплообменном аппарате электроэнергии вместо пара приводит к снижению издержек почти на 50%, поскольку отпадает необходимость в наличии котельной.
2. Свежевыдоенное молоко охлаждают до низкой температуры, чтобы сохранить его качество. Развитие большинства микроорганизмов в молоке резко замедляется при охлаждении ниже 10 ° С и почти полностью приостанавливается при температуре около 2- 4О С. По этой причине молоко после дойки охлаждается до 7-8 О С. При этом процесс охлаждения совмещается с хранением молока в охлажденной емкости. Простейшим способом охлаждения молока является способ охлаждения фляг с молоком в бассейне, наполненном водой со льдом. Более совершенным способом охлаждения является способ с использованием специальных охладительных емкостей, в которых молоко охлаждается и хранится охлажденным до транспортировки на завод. Для этой цели на фермах применяют специальные установки для охлаждения и хранения молока (рис. 20). Рис.20. Установка для охлаждения и хранения молока: 1 - компрессор холодильной установки; 2 - подогреватель воды; 3 - ванны; 4 - фильтр; 5 — осушитель. Установка предназначена для приемки, фильтрации, охлаждения и хранения молока. Две ванны, входящие в состав установки, снабжены мешалками и сетчатыми фильтрами. На наружной стороне ванны смонтирован змеевик для подачи холодильного агента. Змеевик и наружная стенка ванны имеют изоляцию, покрытую снаружи обшивкой. Компрессорная установка подает холодильный агент параллельно в обе ванны. Система автоматического контроля и регулирования процесса поддерживать определенную температуру молока в ваннах течение всего периода его хранения. На заводах для охлаждения молока предназначены пластинчатые охладительные установки с комбинированным охлаждением водой и рассолом, а также трубчатые охладители; вязких и вязкопластичных продуктов - цилиндрические охладители открытого и закрытого типов с рассольным охлаждением. В линиях производства творога раздельным способом его охлаждают в трубчатых или пластинчатых охладителях.
Рис.21. Пластинчатая охладительная установка: 1 - пластинчатый теплообменник; 2- пульт управления; З - регулирующий клапан; 4, - манометр; 5- термометр; 6 - рассольный трубопровод; 7- термометр сопротивления Комплектуется насосом для молока, пластинчатым теплообменником, пультом управления с приборами автоматического контроля, регулирования и регистрации параметров процесса и трубопроводами. В пластинчатом теплообменнике имеются две секции, в которых молоко последовательно охлаждается сначала водой, а затем рассолом. В некоторых случаях вместо рассола во вторую секцию охлаждения может подаваться ледяная вода. Температура молока, выходящего из теплообменника, не превышает 4-6 О С. Процесс охлаждения происходит непрерывно в закрытых каналах теплообменника, что обеспечивает высокое качество охлажденного молока и исключает попадание в продукт посторонних примесей. Литература 1 Притыко В.П., Лунгрен В.Г. Машины и аппараты молочной промышленности – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Пищевая промышленность, 1979.– с 63-102 2 Сурков В.Д. и др. Технологическое оборудование перерабатывающей промышленности. Учебн: - 3 изд. перераб. и доп. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1983. – 432 с. 3 Липатов Н.Н. Руководство к лабораторным и практическим занятиям по курсу оборудования предприятий молочной промышленности. – 2 изд. доп. и пер. – М.: Пищевая промышленность, 1978. – 287 с. Вопросы для самоконтроля: 1.Классификация аппаратов для тепловой обработки молока. 2.Какие Вы знаете нагреватели (пастеризаторы)? 3. Что называется пакетом в пластинчатых теплообменниках, секцией? 4. Какое оборудование входит в трубчатую пастеризационную установку? 5. Какие установки применяют для высокотемпературной пастеризации молока? 6 Что такое теплообменник-регенератор?
|