- •В.С. Борисов
- •Лабораторная работа № 5 стерилизационно-охладительные установки
- •Установка пластинчатого типа. Она предназначена для стерилизации и охлаждения питьевого молока в потоке с последующей его фасовкой в асептических условиях.
- •Установка трубчатого типа. Стерилизационно-охладительная установка трубчатого типа предназначена для стерилизации молока в потоке с последующей его фасовкой в асептических условиях.
- •Основы расчета
- •Контрольные вопросы
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени Н.П. ОГАРЕВА
Кафедра механизации переработки сельскохозяйственной продукции
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5
СТЕРИЛИЗАЦИОННО – ОХЛАДИТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ
Составил: к.т.н. доцент
В.С. Борисов
Саранск 2000
Лабораторная работа № 5 стерилизационно-охладительные установки
Цель работы. Изучить устройство, принцип работы и регулировки стерилизационно–охладительных установок.
Приборы и приспособления. Методические указания к выполнению лабораторной работы, фрагменты машин и плакаты.
Содержание отчета
В отчет необходимо включить:
1. Назначение машин.
2. Техническая характеристика машин.
3. Общее устройство машин и ее составных узлов.
4. Схема принципа работы машин.
Содержание работы
Стерилизационно-охладительные установки применяются для производства питьевого стерилизованного молока.
Конструктивные особенности стерилизационных установок определяются условиями их работы. Стерилизация молока происходит при высоких температурах нагревания - выше 100 0С. Для того, чтобы молоко не вскипало при этих температурах, оно прокачивается через аппарат при повышенном давлении. Это значит, что прочность аппарата и его соединительных узлов должна быть выше, чем, например, в пастеризационных установках.
Высокие температуры нагревания создают определенную опасность для обслуживающего персонала. Все поверхности аппарата, соприкасающиеся с горячим молоком, снаружи изолируются во избежание получения ожогов при его эксплуатации.
Стерилизационно-охладительные установки бывают пластинчатого типов, а также пароконтактные.
Установка пластинчатого типа. Она предназначена для стерилизации и охлаждения питьевого молока в потоке с последующей его фасовкой в асептических условиях.
При работе установки (рис.1) сырое молоко подают в уравнительный бак 38 при температуре 4 0 С. Из бака через пневматический клапан 36 оно подается центробежным насосом для молока 34 в пластинчатый аппарат 15, который состоит из пяти секций : трех секций рекуперации тепла I, II, III, секции стерилизации IV, секции охлаждения стерилизованного молока холодной водой V.
Р ис.1. Схема стерилизационно-охладительной установки пластинчатого типа:
1-4,7,30,31,36,37,39,40-42-пневмоклапаны с поршневым приводом; 5-эжекторный вакуум-насос; 6-пневмоклапан с мембранным приводом; 8-вакуумная камера; 9-асептический насос для молока; 10,21,22,27,28,32-показывающие манометры; 11,14,25-датчики температуры; 12-возвратный клапан; 13-расходомер; 15-пластинчатый аппарат; 16,26-трубчатые выдерживатели; 17-промежуточный сосуд; 18-ротаметр; 19-датчик электроконтактного манометра; 20-клапан регулирования подачи пара; 23-насос для горячей воды; 24-аппарат трубчатого типа; 29-гомогенизатор; 33-сепаратор-молокоочиститель; 34-насос для молока; 35-регулятор равномерности потока; 38-уравнительный бак; 43-поплавковый регулятор уровня;
I,II,III – секции рекуперации; IV – секция стерилизации; V – секция охлаждения.
Секция рекуперации I предназначена для нагрева молока от 4 до 36 0 С. В секции рекуперации II оно нагревается до 75 0 С. С этой температурой молоко поступает в сепаратор-молокоочиститель 33 и далее- в гомогенизатор 29. После гомогенизатора молоко температурой 790 С (повышение температуры на 40 0 С происходит при гомогенизации) под давлением 30 МПа поступает в секцию рекуперации III тепла, где нагревается до 108 0 С. Секция рекуперации III имеет трубчатый выдерживатель 26, в котором молоко выдерживается в течение 30 с.
Из секции рекуперации III молоко поступает в секцию стерилизации IV, в которой нагревается до температуры 140 0 С горячей водой температурой 1440 С. При этой температуре молоко выдерживается в течение 2 с. В обратном потоке стерилизованное молоко проходит последовательно через секции рекуперации III и II, где охлаждается соответственно до 109 и 70 0 С при давлении 350 кПа молоко поступает в камеру 8, внутри которой поддерживается абсолютное давление Р = 28 кПа с помощью вакуум-насоса 5. В камере 8 молоко освобождается от воздуха и образовавшихся при действии высоких температур газов, которые выводятся через пневматический трехходовой клапан 7. Клапан связан с системой программного управления и обеспечивает также мойку и стерилизацию камеры 8. Стерилизованное молоко из нее откачивается насосом 9. Дальнейшее охлаждение стерилизованного молока осуществляется в секции рекуперации I до 350 С и в секции охлаждения V холодной водой до 180С.
Для нагревания молока в секции стерилизации применяется горячая вода, которая нагревается до температуры 1440 С паром в аппарате трубчатого типа 24. В секцию стерилизации горячая вода качается насосом 23. Для того чтобы предотвратить кипение воды в потоке поддерживается постоянное избыточное давление. Избыточное давление достигается с помощью промежуточного сосуда 17, заполненного водой. Сосуд соединен с компрессором. Контроль за заданной величиной давления осуществляется электроконтактным манометром, датчик 19 которого установлен в промежуточном сосуде. Греющий пар подается во внутритрубное пространство аппарата, и количество его можно регулировать пневматическим клапаном 20, который связан с системой автоматического регулирования температуры стерилизации.
Установка имеет ротаметр 18 для определения количества стерилизуемого молока. Возвратный клапан 12 предназначен для возврата недостерилизованного молока в уравнительный бак. Он связан с системой автоматического регулирования температуры стерилизации.
Датчик температуры 25 автоматической системы регулирования температуры стерилизации установлен на выходе молока из секции стерилизации.
Пластинчатый аппарат установки собран на основе пластин с гофрированной поверхностью ленточно-поточного типа. Конструкция его аналогична пластинчатому аппарату пастеризационно-охладительной установки. Особенностью конструкции является применение штанг повышенной прочности, так как они испытывают значительно большее разрывное усилие.
Необходимая герметичность каналов в пластинчатых аппаратах обеспечивается прокладками, которые укладываются в выштампованные по периферии пластины канавки. Сложность герметического уплотнения в пластинчатом аппарате стерилизационной установки состоит в том, что прокладка работает в условиях высоких температур и большого удельного давления.
Наилучшим материалом для прокладки является резина. Надежная герметичность при работе аппарата обеспечивается применением термически стойких марок резины.
Пневматические клапаны с поршневым приводом предназначены для циркуляционной мойки установки.