Курсовая работа: Обладнання для пастеризації. Ємнісне обладнання ВДП-300, Г2-ОТ2-А, пастеризаційні ванни Г-ОПА-600

Після заповнення ванни молоком в міжстінний простір заливають воду до рівня переливної труби. Вода підігрівається парою і через стінки внутрішнього корпусу теплота передається молоку. Для рівномірного прогрівання молоко перемішується мішалкою. Для охолоджування продукту міжстінний простір ванни заповнюють крижаною водою.

Місткість універсальна Г2-ОТ2-А (доповнення 1) призначена для теплової обробки молока і вершків при виробленні топленого молока, ряжанки, сметани, кефіру, суміші морозива і інших молочних продуктів. Вона є тристінною циліндровою вертикальною судиною на опорах і складається з внутрішньої неіржавіючої ванни, укладеної в корпус і зовнішню обшивку. Під внутрішньою ванною розміщена паророзподільна головка, до якої через трубопровід підводиться пара. Патрубок для зливу води з міжстінного простору виведений вниз. До нього приєднані вентиль і трубопровід подачі холодної води. Переливна труба служить для підтримки постійного рівня води в міжстінному просторі. Вона приєднана до каналізації за допомогою воронки.

Через кран діаметром 50 мм готовий продукт зливають. Термометр служить для контролю температури продукту. Кришка місткості складається з двох половин, одну з яких можна піднімати і опускати уручну. Друга половина кришки прикріплена до корпусу ванни трьома болтами. Ємкість встановлена на трьох розташованих по колу опорах і кріпиться фундаментними болтами.

Продукт нагрівається пароводяною сумішшю. Для поліпшення теплообміну продукт перемішується мішалкою, що обертається від приводу. Для охолоджування продукту міжстінний простір заповнюють крижаною водою. Крім того, у верхній частині внутрішньої ванни приварений по спіралі змійовик, що служить для охолоджування продукту розсолом температурою від —6 до —10 °С при тиску не більш 0,1 МПа.

Ванна для пастеризації Гб-ОПА-600 (доповнення 2) складається з внутрішньої ванни, двох електромагнітних вентилів і шафи управління (рис. 4.7, б). Під внутрішньою нержавіючою ванною, укладеною в

двостінний зовнішній корпус, розміщена паророзподільна головка, до якої через трубопровід поступає пара. Для зливу води з міжстінного простору в зовнішньому днищі передбачений патрубок з вентилем. Переливні труби служать для підтримки рівня води в міжстінному просторі. Кришка ванни складається з двох половин, одну з яких легко піднімати і опускати уручну. При підйомі половини кришки через кінцевий вимикач відключається привід мішалки. Друга половина кришки прикріплена до корпусу ванни трьома болтами. Ванна встановлена на трьох опорах під кутом 120° і прикріплена до фундаменту за допомогою анкерних болтів.

Ванна заповняться продуктом до рівня сигналізатора. Продукт перемішується мішалкою, що обертається від приводу. Готовий продукт зливають через молочний кран. Температура продукту і води в міжстінному просторі контролюється термометрами.

Нагрів продукту досягається за рахунок нагріву холодної води в міжстінному просторі за допомогою пари. Для поліпшення теплообміну продукт перемішується мішалкою. Для охолоджування продукту міжстінний простір ванни заповнюють охолодженою водою. Підтримка постійної температури пастеризації і охолоджування, включення в роботу мішалки виконуються автоматично або уручну. Аналогічні конструкцію і принцип дії має ванна пастеризації ВПУ-500.

У ваннах пастеризацій з електричним нагрівом вбудовані ТЕНи, керовані терморегуляторами. Тривалість нагріву контролює реле часу. Ці ванни практично не відрізняються від описаних вище. їх технічні характеристики приведені в табл. 1.

Табл. 1. Порівняльні характеристики обладнання пастеризації місткості

Показник	ВДП-300	В1-ВД2-П	Г2-ОТ2-А	Г6-ОПА- 600
Робоча місткість, м	0,3	0,35	1	0,6
Частота обертання мішалки, с"1	2,6-2,7	3	3	3
Поверхня теплообміну,м2	2	2,3	5	3,5
Встановлена потужність, кВт	0,6	0,75	0,75	0,75
Габаритні розміри, мм.	1288х925х хІ370	1300х х1030х1900	1569х1520х х2045	1520х х1440x1690
Маса, кг	165	187	520	485

Пластинчасті пастеризатори є комбінованими пластинчастими апаратами, що складаються з окремих секцій. Залежно від компоновки в установках можна виконувати різні процеси теплової обробки — нагрівання, пастеризацію, охолоджування, рекуперацію (використовування теплоти нагрітого пастеризованого продукту в спеціальній секції апарату).

У молочній галузі велике поширення також набули пластинчасті пастеризація-охолоджувальні установки. Пластинчаста пастеризаційно-охолрджувальна установка ОКЛ призначена для швидкого нагріву молока в тонкому шарі і закритому потоці і подальшого охолоджування його при короткочасній витримці. Установка складається з пластинчастого апарату, зрівняльного бака з пристроєм клапанно-поплавця, стабілізатора потоку, бойлера з інжектором пари, сепаратора-молокоочисника, відцентрових насосів для молока і гарячої води, трубопроводів з регулюючими клапанами, пульта управління, автоматичних клапанів і витримувача.

Основне обладнання — пластинчастий апарат, в якому здійснюються нагрів, пастеризація і охолоджування молока. Апарати продуктивністю до 10 000 л/год мають односторонні секції по відношенню до стійки, апарати продуктивністю понад 10 000 л/год — двосторонні.

Теплообмінні пластини розміщені в секціях апаратів згідно схемі компоновки і розділені на пакети — групи пластин з однаковим напрямом потоку рідини. На кожній пластині вибитий порядковий номер, що спрощує їх збірку в пакети по схемі компоновки пластин. Теплообмінні секції розділені спеціальними розподільними плитами з штуцерами для введення і виведення рідин. Пластинчасті апарати мають три секції: регенерації, пастеризації і охолоджування. Теплообмінна пластина, що використовується має сітчасто-потоковий тип і володіє вищими теплотехнічними показниками в порівнянні з раніше використовуваними пластинами стрічково-потокового типу.

Пластинчастий апарат складається з чавунної литої стійки із закріпленими на ній двома сталевими штангами. До верхньої штанги підвішують теплообмінні пластини, розділові і натискові плити, а нижня служить направляючою. Стійка і натискові плити забезпечені штуцерами для введення і виведення молока і робочих рідин. На незакріплених кінцях штанг є різьба для гайок, якими за допомогою затискних пристроїв притискують пластини теплообмінних секцій, створюючи необхідну герметичність. Необхідний ступінь стиснення теплообмінних секцій контролюється по показнику стрілок на табличках, укріплених на штангах. Апарат встановлюють на підлозі виробничого приміщення на регульованих по висоті опорах.

Зрівняльний бак має загальну для всіх установок конструкцію і складається з циліндричної ємності з днищем і знімною кришкою та пристрою клапанно-поплавця. За допомогою останнього в баку підтримуються рівень молока, що подається насосом в апарат, а отже, і постійний гідростатичний натиск, необхідний для рівномірної роботи насоса. Через клапан усередині бака молоко подається в апарат. Всі деталі бака виготовлені з нержавіючої сталі. Бак монтується на опорах. На молокопроводі в місці виходу молока з секції пастеризації встановлюють автоматичний клапан для відведення недопастерізованого молока на повторну теплову обробку. Одночасно спрацьовує другий автоматичний клапан, розташований після апарату, і відключає подачу сирого молока. Клапан складається з автоматичного терморегулятора, що спрацьовує при температурі молока нижче заданої, та виконавчого механізму. Довжина клапана 180 мм, ширина 92, висота 510 мм, маса 9,26 кг.

Стабілізатор потоку служить для забезпечення рівномірності подачі молока в апарат. Стабілізатор потоку складається з корпусу з перехідною втулкою і накидною гайкою для приєднання до молокопроводу, направляючої з регулюючими вікнами, штока, укріпленого в циліндрі, віночка і кільця ущільнювача. Стабілізатор приєднаний до трубопроводу накидними гайками.

4. Технологічні розрахунки

При розрахунку апаратів для пастеризації молока визначають площу поверхні теплопередачі, гідравлічний опір апарату, розміри витримувача, а також витрата тепла і пара.

Для розрахунку площі поверхні F(у м ) користуються формулою:

F= Gc (t_к – t_н )/kt_cp ,,

де G—кількість продукту (продуктивність апарату), що нагрівається, кг/с; с — питома теплоємність молока Дж/(кг*К), що нагрівається; t_н , t_к — відповідно початкова і кінцева температури продукту, що нагрівається, °С; k— загальний коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м^2. К); t_cp — середній температурний натиск, °С.

Площу поверхні теплопередачі багатосекційного апарату визначають для кожної секції окремо. При цьому необхідно скласти температурний графік і розрахувати бракуючи значення температур оброблюваного продукту і робочого середовища.

Бракуючи значення температур по секціях визначаються за формулами:

t₂ =t₁ + (t₃ – t₁ ),

t₄ =t₁ + t₃ – t₂ ,

t₅ =t'_в + 2^о С,

де t₂ — температура рекуперації, °С; t₁ — початкова температура молока, °С (задається 6—10 °С); t₃ — температура пастеризації, °С (задається 74— 76 °С при пастеризації питного молока, 86—88 °С при пастеризації молока для вироблення кефіру); — коефіцієнт рекуперації(задається 0,7— 0,85); t₄ — температура молока між секціями рекуперації і водяного охолоджування, °С; t₅ — температура молока між секціями водяного і розсольного охолоджування, °С; t'в — початкова температура охолоджуючої води, °С (задається).