Устройство и принцип работы пластинчатой пастеризационно-охладительной установки

 

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 — электрово­донагреватель; 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.

ПАСТЕРИЗАТОР МОЛОКА ПМР-0,2

Конструкторские организации и машиностроительные зэеоды акционерного общества "Агроживмаш технология ЛТД" разработали и выпускают новую пастеризационную установку ПМР-0,2, для работы которой не требуется пар или горячая вода. В ней отсутствуют насосы для подачи молока и теплоносителя. Нагревание продукта осуществляется за счет молекулярного трения частиц молока в роторном нагревателе специальной конструкции. Указанные качества делают эту установку особенно удобной для небольших ферм и крестьянских хозяйств. Она предназначена для пастеризации, выдержки и охлаждения молока в закрытом потоке на молочных фермах с поголовьем до 200 коров. При необходимости может быть использована как охладитель молока или проточный водонагреватель.

Установка состоит из роторного нагревателя молока 2 (рис. 3.36) с электродвигателем 1, рекуператора-охладителя 9, перепускного злектрогидравлического клапана 7, молокоприёмного бака 8, регулирующего вентиля 11, пульта управления 5, рамы 13, подставки молокоприёмного бака, выдерживателя, комплекта трубопроводов и арматуры.

Основной элемент установки - роторный нагреватель. Он обеспечивает нагрев молока до заданной температуры пастеризации. Ротор, вращающийся с частотой 3000 мин", закреплён непосредственно на валу электродвигателя. Уплотнение в виде манжеты создаёт герметичность в месте прохода вала в камеру нагревателя и препятствует утечке молока из неё.

Рекуператор-охладитель имеет секции рекуперации теплоты и охлаждения молока. Установленные в них пакеты пластин утоплены прокладками, обеспечивающими направление движения сырого и пастеризованного молока, а также хладоносителя (холодной воды).

Перепускной злектрогидравлический клапан обеспечивает возврат молока в приемный бак при снижении рабочей температуры пастеризации на 2°С ниже заданной.

Молокоприемный бак установлен на высокой подставке. Он оборудован приборами, обеспечивающими отключение электродвигателя нагревателя при недопустимом снижении уровня молока в баке и клапаном, предотвращающим его переполнение.

Для очистки молока служит трубчатый фильтр. Регулирующий вентиль предназначен для плавного изменения производительности в процессе работы установки.

Выдерживатель имеет трубчатую конструкцию и обеспечивает экспозицию температуры пастеризации в течение 15... 29 с. для завершения воздействия на бактериальную среду и подавления патогенной микрофлоры.

Пульт установки обеспечивает автоматическое управление процессом пастеризации молока, защиту от аварий, сигнализацию нормального режима работы и его отклонений.

При этом нет необходимости постоянного присутствия обслуживающего персонала во время её работы.

Принцип работы установки заключается в следующем. Молоко из воздухо-разделителя подается в приемный бак. Из бака самотеком оно поступает в рекуператор-охладитель. Здесь в секции рекуперации молоко подогревается встречным, уже пастеризованным потоком, до температуры 58...62° С. Затем поступает в нагреватель, где совершая сложное движение в роторе нагревается до температуры пастеризации. Далее оно прокачивается нагревателем через электрогидравлический' клапан, выдерживатель, рекуператор-охладитель и направляется в ёмкость (резервуар-охладитель) для сбора и хранения. Если молоко, проходящее через электрогидравлический клапан, имеет температуру ниже заданного значения пастеризации, то он срабатывает и направляет его в приемный бак для повторной подачи на обработку. При этом срабатывают звуковая и световая сигнализации, извещая о необходимости уменьшения производительности установки с помощью регулирующего вентиля.

1 - электродвигатель; 2 - роторный нагреватель; 3 - кран; 4 - датчик температуры;

5 - пульт управления; 6, 10 - термопары; 7 - перепускной клапан; - молокоприемный бак; 9 - рекуператор-охладитель; 11 - регулирующий вентиль; 12 - выходной патрубок;

13 - рама; 14 - манометр

Рисунок 3.36 – Общий вид установки ПМР-0,2

 

Температура пастеризации молока регистрируется на диаграммной ленте.

Производительность установки – 150...420 л/ч, температура пастеризации – 72…76°С при начальном ее значении 25...30°С, длительность прогрева перед началом работы – не более 10 мин, масса – не более 300 кг, габаритные размеры – 1500x1000x1800 мм, занимаемая площадь -1,5 кв.м. Она не требует специального помещения и легко размещается в молочном отделении фермы.

1- роторный нагреватель; 2- молокоприёмный бак; 3- рекуператор-охладитель;

4- ёмкость для хранения молока; 5- молочный насос НМУ-6; 6- фильтр; 7- воздухоразделитель

Рисунок 3.37 – Технологическая схема пастеризации молока при доении в молокопровод, в вёдра, при доставке в цистерне на ферме до 100 коров

Нагреватель молока имеет привод от электродвигателя мощностью 5,5 кВт. Рекуператор-охладитель обеспечивает 80% рекуперации теплоты, температура охлажденного молока на 3°С выше температуры подаваемого хладоносителя. Металлоемкость установки в 3,5 раза меньше, чем пластинчатого пастеризатора-охладителя Б6-ОП2-Ф-1. Конструкция роторного нагревателя и применённые в нем материалы исключают пригорание молока и потери теплоты. Промывка установки не требует дополнительных устройств и приборов.

На рис. 3.37 показана технологическая схема пастеризации молока при доении в молокопровод. Установка ПМР-0,2 может использоваться также при доении в доильные вёдра или как самостоятельная машина в молочном цехе с доставкой молока цистернами.

Таблица 3.11

Технические характеристики пластинчатых пастеризаторов

 

Показатели	Б6-ОП2-Ф1	ПМР-0,2	ПМР-0,2-1	ПМР-0,2-2
Производительность, кг/ч	1000	600	1000	600
Начальная температура молока, °С	10...35	10...30
Температура пастеризации молока, °С	74...96
Длительность выдержки молока при температуре пастеризации, с	20...300	15...20
Время нагрева установки, мин	30	10
Тип очистки молока	ОМ-1А	фильтр нетканый или сетчатый
Качество очистки молока, группа	1
Установленная мощность, кВт	41,2	6,5	11,7	15,0
Габаритные размеры, мм:	-	1100х750х Х1500	1100x1000 х1500	1200x1100 Х1500
Масса установки, кг		250	300	400