Температурная обработка молока установлена стандартами и преследует две цели: соблюдение гигиенических требований для охраны здоровья, повышение стойкости молока при хранении.

Стерилизация молока – способ термической обработки молока при температуре выше 100⁰ С с целью уничтожения вегетативных клеток и большинства спор бактерий. Стерилизованное молоко должно отвечать требованиям промышленной стерильности, т.е. в нем не должно содержаться патогенных и токсигенных микроорганизмов, а также микроорганизмов – возбудителей порчи. Поэтому готовят стерилизованное молоко из сырья высокого качества, в котором содержание спор бактерий не должно превышать 100 КОЕ в 1 см³ сырого молока. В стерилизованном молоке допускается наличие небольшого количества спор бактерий, которые не размножаются и не вызывают изменений в продукте на протяжении всего срока хранения.

Существует 3 способа стерилизации молока:

-пастеризация при 75⁰ С ® стерилизация при 135-140⁰ С в потоке ® охлаждение до 70⁰ С ® розлив в стерильные бутылки ® стерилизация при 116-120⁰ С;

-стерилизация в потоке при 140⁰ С ® охлаждение ® асептический розлив в стерильные пакеты;

-пастеризация при 800С ® стерилизация в потоке при 1400С ® асептический розлив в стерильные пакеты.

Наиболее современным и распространенным способом производства стерилизованного молока является способ однократной стерилизации молока в потоке с последующим розливом.

Микробиологический контроль стерилизованного молока осуществляется не реже 2-3 раз в неделю. Отобранные образцы должны соответствовать требованиям промышленной стерильности. Для определения промышленной стерильности образцы со стерилизованным молоком термостатируют при 37⁰ С в течение 3 суток. После термостатной выдержки проводят осмотр образцов продукта.

При наличии вздутия упаковки или изменения внешнего вида молока в бутылках (наличия сгустка, хлопьев, отстоя сыворотки и др.) упаковки считают несоответствующими требованиям промышленной стерильности. Упаковки без внешних дефектов вскрывают, а продукт анализируют органолептически. Продукт отвечает требованиям промышленной стерильности если не установлено изменений вкуса и консистенции.

Для обработки молока в закрытом потоке при высоких скоростях его движения служат трубчатые стерилизационные установки.

Недостатки трубчатых стерилизационных установок - высокая металлоемкость и большие габаритные размеры по сравнению с пластинчатыми при равной производительности; необходимость значительного свободного пространства со стороны торцов цилиндрических теплообменных секций для работы длинными ершами при чистке и мойке аппарата; отсутствие секций для рекунерации теплоты, что снижает экономичность работы и сужает область применения этих теплообменников.

Вследствие малой скорости движения теплоносителей одноходовые теплообменники работают со сравнительно невысоким коэффициентом теплопередачи. Повышение этого коэффициента может быть достигнуто путем применения трубок небольшого диаметра, в которых продукт будет двигаться с большей скоростью. Однако это часто приводит к необходимости создавать многокорпусные или многоходовые аппараты.(Лунин)

Многоходовые кожухотрубчатые теплообменники чаще всего используют в качестве парожидкостных подогревателей, в которых жидкость пропускают по трубкам, имеющим несколько ходов. Как правило, они могут иметь жескую конструкцию.

Задание

Спроектировать кожухотрубный теплообменник для нагревания G, кг/с, продукта от начальной температуры t^н ₂ до конечной t^к ₂ теплоносителем с начальной температурой t^н ₁ и конечной температурой t^к ₁ .

Исходные данные для расчета:

Производительность G₁ = 3,36 кг/с

Начальная температура молока t^н ₂ = 8ºC

Температура пастеризации t₃ = 100,2ºC

Конечная температура молока t^к ₂ = ºC

Коэффициент рекуперации тепла ε = 0,8.

Начальная температура водяного пара t^н ₁ = 130ºC

Конечная температура водяного пара t^к ₁ = 100ºC

Степень сухости водяного пара x = 0,9

Общее допустимое гидравлическое сопротивление Р = 0,22 МПа

Средняя удельная теплоемкость молока с_м = 3890,9 Дж/ (кг∙ºС)

Плотность молока ρ_м = 1032,5 кг/ м³

1. Тепловой расчет

1. Определяем среднюю температуру продукта (молока) в подогревателе:

t_м = 0,5(t_н1 + t_н2 )