Сделай Сам Свою Работу на 5

Системы подогрева горячей водой

В пастеризаторах в качестве нагревающих сред могут использоваться горячая вода или насыщенный пар при атмосферном давлении. Однако горячий пар не применяется для этой цели из-за большой разницы в температурах. Наиболее часто используемым теплоносителем, следовательно, является горячая вода с температурой примерно на 2–3°С выше, чем требуемая температура продукта.

Пар подается из бойлера молочного завода под давлением 600–700 кПа (6–7 бар). Этот пар используется для нагрева воды, которая, в свою очередь, нагревает продукт до температуры пастеризации.

Водонагреватель, представленный на рис. 7.2, является замкнутой системой, состоящей из специально спроектированного компактного и простого пластинчатого теплообменника батарейноготипа (3), оборудованного парорегулирующим клапаном (2) и конденсационным горшком (4). Рабочее тело – вода – циркулирует в системе с помощью центробежного насоса (5) через нагреватель (3) и нагревательную секцию пастеризатора.

Функция сосуда-расширителя (7) состоит в компенсации увеличения объема воды, которое происходит при ее нагревании. Система включает также индикаторы температуры и давления и предохранительный и вентиляционный клапаны (8).

Регулировка температуры

Постоянная температура пастеризации поддерживается с помощью регулятора температуры, управляющего клапаном регулировки пара (поз. 2 на рис. 7.2).

Любая тенденция к понижению температуры продукта немедленно обнаруживается датчиком в линии продукта, установленным перед трубой выдержки. При этом изменяется сигнал от датчика к регулятору, который открывает клапан регулировки пара и подает большее количество пара к воде.

Это повышает температуру циркулирующей воды и останавливает падение температуры продукта.

Выдержка

Длина и размер внешней трубы выдержки рассчитываются в соответствии с известным временем выдержки и часовой производительностью завода, а также размером трубопроводов, который обычно является тем же самым, что и у всех труб пастеризационной установки. Данные о размерах коллекторных труб приведены в главе 6.1. Обычно труба выдержки покрыта кожухом из нержавеющей стали для предупреждения ожогов персонала при касании трубы, а также для защиты от излучения.



Управление пастеризацией

Важно быть уверенным в том, что молоко действительно пастеризовано должным образом, прежде чем оно покинет пластинчатый теплообменник.

Если температура падает ниже 72°С, то непастеризованноемолоко должно содержаться отдельно от уже пастеризованного продукта. Для осуществления этого датчик температуры и возвратный клапан установлены на трубопроводе после трубы выдержки. Этот клапан возвращает непастеризованное молоко в балансный танк, если датчик температуры обнаружит, что проходящее молоко недостаточно нагрето.

Система охлаждения пастеризатора

Как уже отмечалось, продукт охлаждается главным образом с помощью регенеративного теплообмена. Максимальная практическая эффективность регенерации равна примерно 94–95%, это означает, что минимально достижимая температура при регенеративном охлаждении равна 8–9°С. Следовательно, охлаждение молока до температуры хранения 4°С требует применения хладагента с температурой около 2°С.

Если конечная температура выше 3–4°С, то единственно возможным средством является ледяная вода. Для более низких температур во избежание замерзания хладагента необходимо использовать рассолы или спиртовые растворы.

Хладагент поступает из холодильной установки завода в точку его использования, как показано на рис. 7.4. Расход хладагента в охлаждающей секции пастеризатора регулируется с целью поддержания постоянной температуры продукта на выходе.

Это осуществляется с помощью регулирующего контура, состоящего из датчика температуры на выходной линии продукта, регулятора температуры на панели управления и регулирующего клапана на линии подачи хладагента. Положение регулирующих клапанов изменяется регулятором в ответ на сигналы датчика.

Сигнал датчика прямо пропорционален температуре продукта на выходе из пастеризатора. Этот сигнал часто подается на регистратор температуры на панели управления и регистрируется на графике совместно с температурой пастеризации и положением возвратного клапана.

Вспомогательный насос для предотвращения повторного бактериального загрязнения

Необходимо принимать меры для предотвращения любой возможности загрязнения пастеризованного продукта непастеризованным продуктом или хладагентом в случае утечек в пастеризаторе, их направление всегда должно быть из пастеризованного продукта в непастеризованный или в хладагент.

Это означает, что пастеризованный продукт должен быть под более высоким давлением, чем среда с другой стороны пластин теплообменника. С этой целью вспомогательный насос устанавливается на линии продукта после секции выдержки или перед секцией нагревания. Последнее положение минимизирует рабочую температуру насоса и продлевает срок его службы. Насос увеличивает давление и поддерживает положительную разницу давлений со стороны пастеризованного продукта вдоль секций регенерации и охлаждения пастеризатора. Установка вспомогательного насоса в некоторых странах должна производиться в соответствии с требованиями законодательства о пастеризации.

Установка для пастеризации молока

Современный молочный пастеризатор, включающий оборудование для эксплуатации, надзора и управления процессом, собирается из согласованных компонентов, образуя сложный технологический агрегат.

Балансный танк

Поплавковый входной клапан регулирует расход молока и поддерживает постоянный уровень в резервуаре. Если подача молока прерывается, уровень начинает падать. Так как пастеризатор должен быть заполнен в любое время в процессе эксплуатации во избежание подгорания продукта на пластинах, резервуар часто снабжают электродом минимального уровня, который подает сигнал, как только уровень достигает минимальной точки. Этот сигнал включает клапан распределения потока, возвращающий продукт обратно в резервуар. Молоко заменяется водой, пастеризатор отключается, а циркуляция продолжается еще некоторое время.

Подающий насос

Подающий насос подает молоко из балансного танка в пастеризатор, обеспечивая постоянный напор.

Установка для пастеризации включает:

1 Балансный танк

2 Подающий насос

3 Регулятор потока

4 Секции регенеративного предварительного подогрева

5 Центробежный очиститель

6 Секцию нагрева

7 Трубу выдержки

8 Вспомогательный насос

9 Систему нагрева горячей воды

10 Секции регенеративного охлаждения

11 Секции охлаждения

12 Клапан возвратный

13 Панель управления

Регулятор потока

Регулятор расхода поддерживает расход через пастеризатор на должном уровне.

Это обеспечивает устойчивый контроль температуры и постоянное время выдержки для достижения требуемого эффекта пастеризации. Часто регулятор расхода размещается после первой секции регенератора.

Регенеративный предварительный подогрев

Холодное необработанное молоко нагнетается в первую секцию пастеризатора – секцию предварительного подогрева. Здесь оно подогревается с помощью регенерированного тепла пастеризованного молока, которое в то же самое время охлаждается.

Если молоко должно подвергаться обработке при температурах между входной и выходной температурами секции регенерации – например, очистке при 55°С, то секция регенерации разделяется на две части. Первая часть рассчитывается таким образом, что молоко на выходе из него имеет требуемую температуру 55°С. После очистки молоко возвращается в пастеризатор, где завершается его регенеративный предварительный подогрев во второй части секции.

Пастеризация

Окончательный нагрев до температуры пастеризации с помощью горячей воды, обычно имеющей температуру на 2–3°С выше температуры пастеризации (Dt = 2–3°С), происходит в секции нагрева. Горячее молоко подается во внешнюю трубу выдержки, после которой температура молока проверяется датчиком на этой линии. Он передает непрерывный сигнал на регулятор температуры на панели управления. Этот же сигнал передается также и на регистрирующий прибор, который записывает температуру пастеризации.

Распределение потока

Датчик после ячейки коллектора передает сигнал на контроллер температуры. Как только этот сигнал падает ниже заданного уровня, соответствующего определенной минимальной температуре, контроллер переключает возвратный клапан в положение обратного сброса.

На многих установках положение возвратного клапана регистрируется вместе с температурой пастеризации.

Для размещения возвратного клапана имеется множество решений, удовлетворяющих местным законам и правилам. Ниже приведены три возможных варианта, которые обычно используются.

1 Возвратный клапан располагается сразу после секции выдержки. Если установлен вспомогательный насос, то клапан размещается перед насосом. Если температура падает ниже заданного уровня, то клапан направляет поток обратно в балансный танк, и насос останавливается. Поток в секциях регенерации и охлаждения, таким образом, тоже останавливается (даже при отсутствии вспомогательного насоса).

Если в течение кратковременного периода повышение температуры не происходит, теплообменник опустошается, моется и дезинфицируется. Когда становится возможным нагрев до требуемой температуры, установка вновь запускается.

2 Возвратный клапан расположен после секции охлаждения установки. Вслед за падением температуры поток возвращается в балансный танк, а установка освобождается от продукта, моется и дезинфицируется. Установка готова к повторному запуску при наличии приемлемых температурных условий.

3 Возвратный клапан располагается между секцией выдержки и вспомогательным насосом.

Если температура падает, клапан направляет поток в балансный танк. Вспомогательный насос не останавливается, но другие клапаны вокруг теплообменника автоматически переключаются таким образом, что молоко циркулирует в секциях регенерации и охлаждения, поддерживая необходимое давление в установке. Это также сохраняет необходимый тепловой баланс. Когда условия нагрева становятся приемлемыми, то процесс возобновляется без промежуточной мойки.

Охлаждение

После прохождения секции коллектора молоко возвращается в секции регенерации для охлаждения. Здесь пастеризованное молоко отдает тепло поступающему холодному молоку.

Выходящее пастеризованное молоко затем охлаждается холодной водой, ледяной водой, раствором гликоля или какого-либо иного хладагента в зависимости от требуемой температуры. Температура охлажденного молока обычно записывается совместно с температурой пастеризации и положением клапана распределения потока.

Следовательно, на графике будут три кривые.

Эффективность энергосберегающей регенерации в пастеризаторе молока обычно составляет 90–96%.



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.