Пастеризация молока и молочных продуктов
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 (рис. 1.8) 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.
Отработанный пар, в виде конденсата, выводится при помощи 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 50...60 °С и переходит в верхний цилиндр. Здесь продукт пастеризуется при температуре 80...90 °С. Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что в трубчатых пастеризационных установках 32 скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В процессе теплообмена продукт поступает в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с. Преимуществами трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми являются значительно меньшее 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.
|
|
|
Рис.1.8-Трубчатая пастеризационная установка:
1 - центробежные насосы для молока; 2 - конденсатоотводчик; 3, 4 - патрубки 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.
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 (рис. 1.9), входят уравнительный бак, центробежные насосы для горячей воды и молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, система нагрева и шкаф управления.
|
|
|
Рис. 1.9 - Схема пластинчатой пастеризационно-охладительной установки типа ОПФ:
1 - пластинчатый; 2 - сепаратор-молокоочиститель; 3 - молочный насос; 4 - уравнительный бак; 5 - пульт управления; 6 - выдерживатель; 7 - водяной насос; 8 - конвекционный бак; 9 - инжектор; 10 - клапан, регулирующий подачу пара; 11 - перепускной электрогидравлический клапан.
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 уровень молока (не менее 300 мм). Невыполнение этого условия приводит к пенообразованию, которое снижает эффективность пастеризации. Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка (рис. 1.10) 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. 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.
Рис. 1.10 - 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; 8 - нажимная плита; 9 - задниестойка;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.
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.Выдерживатель - один из основных элементов пастеризационно- охладительных установок.
В нем молоко выдерживается при температуре пастеризации в течение определенного времени (20 или 300 с), необходимого для завершения бактерицидного действия температуры. Выдерживатель состоит из одного или четырех цилиндров, которые закреплены на трубчатых опорах.
В некоторых установках выдерживатель выполнен в виде четырех спиралеобразных секций, изготовленных из труб диаметром 60 мм. При обработке молока, полученного от здоровых животных, в работе участвует одна секция. В случае обработки молока от больных животных оно пропускается последовательно через все четыре секции выдерживателя. Таким образом, время выдержки молока при прочих равных условиях зависит от объема выдерживателя. Возвратный, или перепускной, электрогидравлический клапан служит для автоматического переключения потока молока на повторную пастеризацию при снижении его температуры в секции пастеризации.
Система нагрева промежуточного теплоносителя пастеризационно- охладительной установки состоит из конвекционного бака, насоса горячей воды, инжектора, регулирующего клапана подачи пара и трубопроводов. Бак служит для сбора, выравнивания температуры и отвода излишков воды.
Инжектор предназначен для смешивания пара с водой, циркулирующей между конвекционным баком и секцией пастеризации установки. Количество пара, поступающего в инжектор, регулируется клапаном в зависимости от заданной температуры пастеризации молока. Для циркуляции горячей воды в системе инжектор - пластинчатый аппарат - конвекционный бак применяют центробежный насос. В пастеризационно-охладительных установках с электронагревом промежуточного теплоносителя вместо конвекционного бака с инжектором 37 установлен электрический водонагреватель - емкость цилиндрической формы вместимостью около 40 л, на крышке которой размещены электронагревательные элементы. Для подпитки и поддержания постоянного уровня воды имеется уравнительный бак, смонтированный на корпусе емкости. Уровень воды в емкости контролируется измерителем уровня, который отключает нагревательные элементы при падении его ниже нормы.
Избыток воды из водонагревателя удаляется с помощью переливной трубы.
Работа пастеризационно-охладительной установки при производстве питьевого молока заключается в следующем. Молоко из емкости для хранения направляется самотеком или под напором в уравнительный бак, откуда насосом подается в первую секцию регенерации пластинчатого аппарата.
Подогретое до 37...40 °С, оно поступает в молокоочиститель для очистки от механических примесей и идет на дальнейший подогрев во вторую секцию регенерации и секцию пастеризации, где нагревается до 90 °С. Из секции пастеризации молоко через электрогидравлический перепускной клапан направляется в выдерживатель, находится там в течение 300 с, далее поступает в секции регенерации для передачи теплоты встречному потоку молока, поступающему в аппарат.
После этого оно попадает последовательно в секции охлаждения водой и рассолом, где охлаждается до 8 °С, и выходит из установки. Охлаждается молоко с помощью артезианской и ледяной воды или рассола, поступающихот холодильной установки. Охлаждение молока до температуры не выше 8 °С возможно только при нормальной кратности подачи воды и рассола в секции охлаждения. Весь процесс пастеризации регулируется автоматически. Требуемая температура пастеризации поддерживается электронным мостом. Регулировка плавная. Температура пастеризации записывается на диаграммной ленте контрольного прибора. Звуковая и световая сигнализация срабатывает при падении температуры пастеризации ниже 90 °С. 38
Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки по сравнению с другими типами тепловых аппаратов имеют ряд преимуществ:
· малая рабочая вместимость, что позволяет приборам автоматики более точно отслеживать ход технологического процесса (в пластинчатой установке рабочая вместимость в три раза меньше, чем у трубчатой такой же производительности);
· способность работать достаточно эффективно при минимальном тепловом напоре;
· минимальные теплопритоки и потери теплоты и холода (тепловая изоляция обычно не требуется);
· существенная экономия (80...90%) теплоты в секциях регенерации (удельный расход пара в пластинчатых установках в 2...3 раза меньше, чем в трубчатых, и в 4...5 раз, чем в емкостных теплообменниках);
· малая установочная площадь (пластинчатая установка занимает примерно в 4 раза меньшую поверхность, чем трубчатая аналогичной производительности);
· возможность менять число пластин в каждой секции, что позволяет адаптировать теплообменный аппарат к конкретному технологическому процессу;
· возможность безразборной циркуляционной мойки аппаратуры.
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1000; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!