Реферат: Расчет и проектирование пастеризатора сливок трубчатого типа

ВВЕДЕНИЕ

Объектом разработки является кожухотрубный теплообменник и процесс пастеризации сливок.

Молочные продукты, в частности сливки, являются хорошей питательной средой для микроорганизмов. Микроорганизмы, размножаясь, могут значительно ускорить процесс порчи молочной продукции. Кроме того, микроорганизмы могут вызвать опасные заболевания людей. Поэтому важнейшая задача при выпуске молочных продуктов – уничтожить содержащиеся в них микроорганизмы [1].

Одним из способов уничтожения микроорганизмов является кипячение. Однако кипячение сильно изменяет свойства молочных продуктов, вкус, запах и т. д. Установлено, что для уничтожения активных форм микроорганизмов нет необходимости нагревать продукты до кипячения. Жизнедеятельность микроорганизмов при соблюдении некоторых условий может быть подавлено при нагревании до (85–95)°С. Впервые установил губительное действие на микроорганизмы высоких температур и применил их для обработки продуктов с целью их сохранения французский ученый Л. Пастер. По имени этого ученого такая обработка называется пастеризацией [1].

Пастеризация может быть длительной, кратковременной и мгновенной. При длительной пастеризации сливки нагревают до (63–65)°С и выдерживают при этой температуре 30 минут, при кратковременной сливки нагревают до (72–76)°С с выдержкой 15–20 секунд, при мгновенной пастеризации сливки нагревают до (85–95)°С без выдержки [1].

Различные температурные режимы пастеризации зависят от назначения использования сливок. При длительной пастеризации происходят наименьшие изменения в составных частях продукта. При этом кислотность почти не снижается, удлиняется по времени сычужная свертываемость, уменьшается скорость отстаивания [1].

При кратковременной пастеризации наблюдается более глубокие изменения в составе молочных продуктов и свойствах их компонентов: сущест-

венно снижается отстаивание, уменьшается кислотность. Этот режим пастеризации используют при производстве питьевого молока, а также в сыроделии. Мгновенная пастеризация приводит к более заметным изменениям состава молочных продуктов. Ее обычно применяют в маслоделии и молококонсервной промышленности, в том числе и для пастеризации сливок [1].

В молочной промышленности для пастеризации молока и молочных продуктов применяют пастеризационные установки.

Наибольшее применение получили четыре типа пастеризационных аппаратов: ванны длительной пастеризации, паровые пастеризаторы с вытеснительными барабанами, пластинчатые пастеризаторы и трубчатые пастеризаторы. Пастеризационные установки пластинчатого типа, или пастеризационно-охладительные установки, предназначены для пастеризации и охлаждения в потоке питьевого молока, молока при выработке кисломолочных продуктов, сливок и смеси мороженного. Пастеризационные установки трубчатого типа предназначены для пастеризации в потоке молока и сливок. Все установки снабжаются системами автоматического контроля и регулирования температуры пастеризации. По производительности трубчатые пастеризаторы не уступают пластинчатым пастеризаторам [1, 3].

Недостатком трубчатых пастеризаторов является их большие размеры в сравнении с пластинчатыми при равной производительности. Этот недостаток усугубляется еще и тем, что трубчатые аппараты требуют значительного свободного пространства с торцевой стороны, необходимого для работы длинными ершами при мойке аппарата [1].

Преимуществом трубчатых пастеризаторов в сравнении с пластинчатыми является значительно меньшее количество и меньшие размеры уплотнительных прокладок, требующих частого и трудоемкого ремонта. В трубчатых аппаратах нет секции рекуперации тепла. Поэтому трубчатые пастеризаторы применяются главным образом там, где регенерация тепла не нужна [1].

В линии производства пастеризованных сливок, по технологии, после пастеризатора установлен гомогенизатор, в который сливки должны подаваться

нагретыми. В этом случае предпочтительно применение трубчатого пастеризатора.

Процесс пастеризации сливок, как все тепловые процессы, является весьма энергоемким и дорогостоящим. Поэтому расчет и проектирование теплообменника для пастеризации сливок являются актуальными.

Целью данного курсового проекта является снижение себестоимости процесса пастеризации сливок путем оптимизации конструктивных параметров теплообменного аппарата.

Задачи исследования вытекают из поставленной цели и сводятся к следующему. При заданной производительности пастеризатора 2500 л/ч и температуре пастеризации 95°С определить оптимальные конструктивные параметры кожухотрубного теплообменника. Для этого необходимо разработать математическую модель процесса пастеризации в кожухотрубном теплообменнике с выбором критерия оптимизации и решить задачу многомерной оптимизации по определению конструктивных оптимальных параметров данного теплообменника.

1 Назначение, устройство и принцип действия

кожухотрубного пастеризатора сливок

1.1 Основные требования к сливкам и назначение пастеризатора

В зависимости от сырья сливки должны выпускаться 8%, 10%, 20%, 35% жирности.

Для выработки сливок из коровьего молока применяется следующее сырье:

- молоко коровье, заготавливаемое по ГОСТ 13264-70 не ниже второго сорта, кислотностью не более 19 Т;

- сливки свежие без посторонних привкусов и запахов, кислотностью плазмы не более 16 Т;

- обезжиренное молоко кислотностью не более 19 Т.

Сливки для непосредственного потребления вырабатываются из коровьего пастеризованного молока путем его сепарирования.

По органолептическим показателем сливки из коровьего молока должны удовлетворять следующим требованиям:

• «
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 6
• 7
• »

• >>> Скачать <<<