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.