Установка для пастеризации и охлаждения молока. Пастеризационно-охладительные установки

Автоматические пастеризационно-охладительные установки Normit Paster 3000 и 5000 л/ч

Пастеризационная установка монтируется на раме и поставляется готовой к эксплуатации.

Для пуско-наладочных работ требуется всего лишь 1-3 дня.
Установка полностью изготавливается из стали AISI 304/316 и/или выше. Производительность по молоку: 3000-5000 л/час. Предназначается для производства термообработанных молочных продуктов самым щадящим образом с целью получения высококачественных продуктов без разрушения белка, молочного сахара и молекул жира.
Полностью автоматизированная и оснащенная управлением скорости потока, установка изменяет расход продукта в зависимости от производительности сепаратора и нормализатора по жирности.
Температурные датчики продукта и нагревающей воды обеспечивают контроль значения дельта Т для предотвращения разрушения белка при различных расходах и температурах пастеризации.

Установка оборудована контролем давления и температуры, и отводными клапанами согласно последним Директивам ЕС по гигиене, производится также архивация температуры и событий.
Управления основывается на ПЛК Сименс с сенсорной панелью. Требуется только подключение к линиям подачи воды, пара, электроэнергии, к канализации, и к входу/выходу молока и СИП-мойки. Установка поставляется как комплектный узел, что показывается на прилагаемой технологической схеме. Все пластинчатые теплообменники, насосы и клапаны производства Alfa Laval. Датчики расхода, регуляторы уровня производства Endress+Hauser, прочие датчики - IFM.
Общее управление на основе ПЛК Сименс. Пластины теплообменника - нержавеющая сталь AISI316 или

выше. Максимальное давление - 10/13 бар.
ПОУ предупреждает смешивание непастеризованного и пастеризованного продукта благодаря жесткому контролю дифференциального давления.
Минимальное дифференциальное давление - 0,5 бар. Функции и защитные системы соответствуют требованиям ЕС по гигиене.
Пастеризационная установка состоит из следующих основных элементов: 1 Пастеризатор производительностью 3 000 - 5 000 л/час, включая 2 секции регенерации, 1 секцию пастеризации и 1 секцию охлаждения.
Выход между секциями регенерации 1 и 2 предназначается для сепаратора/бактофуги/гомогенизатора.

Пастеризационно-охладительная установка используется для того, чтобы пастеризовать и охлаждать кисломолочные продукты. Другими словами, эта установка необходима всем предприятиям, которые работают с этой категорией товаров. К тому же данная установка снабжена автоматической системой контроля и регулирования температуры, что делает ее применение еще более удобным.

Описание установки

На сегодняшний день существуют трубчатые и пластинчатые установки. Далее будет описано устройство второго типа таких приспособлений. Итак, пластинчатая пастеризационно-охладительная установка состоит из таких основных элементов, как:

• пластинчатый теплообменник;
• система, предназначенная для подготовки горячей воды (в состав входит насос, инжектор и бак конвекционного типа).

Основное предназначение данной системы состоит в том, что она подогревает продукты до температуры сквашивания. Имеется также насос для самих продуктов. Естественно, что раз имеется автоматическая система контроля и регулирования параметров, то также в наличии есть пульт управления данной системой. Важно отметить, что пастеризационно-охладительная установка достаточно компактна и выполнена в модульном стиле. Единственное - это выдерживатель, который является отдельным элементом конструкции. Относительно установки он может быть смонтирован в любом доступном месте. В итоге получается удобная система, имеющая все необходимое для автоматического функционирования, которая при этом занимает мало места.

Предназначение установки

Пастеризационно-охладительная установка предназначена для выполнения таких действий, как:

• Подогрев молочного продукта до температуры в 55-60 градусов по Цельсию (температура сепарирования).
• Подогрев до температуры 75-80 градусов (гомогенизация молока).
• ПОдогрев до температуры пастеризации молочного продукта - 90-95 градусов.
• Оборудование также проводит выдержку товара при его температуре пастеризации в течение 300 секунд.
• Последняя операция - это охлаждение продукта до температуры сквашивания, то есть до 20-50 градусов.

Назначение элементов

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка для молока также способна работать с такими жидкими продуктами, как пиво, сок, вино, напитки, щелочи и прочие. За нагрев и охлаждение этой продукции отвечает пластинчатый теплообменник. Все операции осуществляются при закрытом потоке. Стоит также отметить, что из-за высокого показателя тепловой эффективности у таких теплообменников они обладают компактными размерами. Что касается коэффициента полезного действия, то у всех установок, выполненных на базе этой модели, он составляет более 90 %. Все детали пастеризационно-охладительной установки, которые в процессе эксплуатации соприкасаются с продуктами питания, выполнены из стали, разрешенной для применения в пищевой промышленности.

Хладоноситель в таких системах - это либо вода, либо рассол. Носителем тепла также может быть вода или же пар. У прибора имеется который состоит из пластин, станины и нажимной плиты. Все эти детали стянуты между собой фиксирующими шпильками.

Технические характеристики установки

Пастеризационно-охладительная установка для молока обладает определенным рядом технических параметров, который изменяется в зависимости от модели. Далее будут описаны параметры изделия ПБК-1.

Первый и наиболее важный параметр - это, конечно же, производительность. У данного оборудования он находится в пределах от 1000 до 10 000 л/час. Следующий параметр - это температура как хладоносителя, так и теплоносителя в системе. Разница между выходящими продуктами и этими носителями составляет от 2 до 4 градусов по Цельсию при кратности 1/3. Все модели также отличаются по своим габаритам, однако не слишком сильно, и сам по себе параметр не очень важен. Материал, используемый для изготовления пластины, - это сталь марки 12Х18Н10Т. Толщина пластин составляет 0,6 мм. Максимальная температура для ПБК-1 - это 150 градусов.

Принцип работы пастеризационно-охладительной установки

В автоматической системе пластинчатого типа рабочий процесс проходит следующим образом.

На производстве имеется молокосборник, который соединен с уравнительным баком прибора. Из сборника в этот модуль продукты поступают либо при помощи насоса, либо самотеком. Здесь важно следить за тем, чтобы уровень молока не упал ниже чем 300 мл, иначе начнется подсос воздуха в молочный насос. После этого насос перекачивает продукцию в первую секцию теплообменника. Здесь молочный продукт нагревается, так как происходит теплообмен с горячим молоком, следующим из участка пастеризации, через выдерживатель. Здесь температура объекта поднимается примерно до 47-50 градусов по Цельсию, после чего молоко перекачивается через очиститель во вторую секцию. Здесь продукт нагревается повторно. Теплообмен происходит с тем же пастеризованным молоком, которое проходило теплообмен предварительного типа в секции номер 1. После завершения этой процедуры молоко попадает в секцию пастеризации, которая считается третьей. Здесь теплоносителем выступает уже обычная вода. Теплообмен длится до тех пор, пока молочный продукт не нагреется до 76 градусов по Цельсию.

Далее, как было описано выше, пастеризованное молоко возвращается через секцию 1 и 2, где отдает тепло, охлаждаясь тем самым до 20-25 градусов. После этого продукция перекачивается в охладитель, где температура понижается до 5-8 градусов. Полностью охлажденное молоко в результате подается в танки для хранения. На этом работа пастеризационно-охладительной установки для молока заканчивается.

Установка трубчатого типа

Описание выше касалось прибора пластинчатого типа, однако есть еще и второй - трубчатый. Такие приборы состоят из трубчатого аппарата, двух насосов центробежного типа, возвратного клапана, установок отвода конденсата, а также пульта управления, предназначенного для управления автоматическими приборами регулирования и контроля работы.

Описание элементов агрегата

Трубчатая пастеризационно-охладительная установка включает в свой состав Он состоит из двух цилиндров, верхнего и нижнего, которые соединяются между собой при помощи системы труб. В торцы данных цилиндров вварены трубные решетки, в каждой из которых расположено по 24 трубы с диаметром по 30 мм. Решетки выполняются из нержавеющей стали, а также имеют короткие каналы. Этими каналами соединяются все 24 трубы. В результате получается змеевик непрерывного типа с общей протяженностью примерно в 30 м. Цилиндры, в свою очередь, закрыты крышками, которые снабжены резиновыми уплотнителями. Это делается не только для того, чтобы создать полностью герметичную конструкцию, но и для того, чтобы отделить короткие каналы друг от друга.

В работе устройства присутствует пар, который при поступлении попадает в пространство между цилиндрами. После того как он отработал, он выводится из прибора в виде конденсата при помощи конденсатоотводчиков термодинамического типа.

Суть работы агрегата

Молоко, которое необходимо нагреть, движется по очереди через верхний, а потом нижний цилиндр. Перемещается оно по внутритрубному пространству. У установки также имеется клапан, который регулирует подачу пара. Располагается он сразу на входе этого вещества. На выходе из прибора имеется еще один клапан, но уже возвратного типа. Он работает в автоматическом режиме, а его основная цель - это возвращение недопастеризованного молока на повторное прохождение операции. Для выполнения данной функции механизм соединен с термодатчиком через такой прибор, как регулятор температуры, который также расположен на выходе молока. Так как в устройстве присутствует давление пара и молока, то агрегат имеет и несколько манометров.

Стоит отметить, что обработка начинается с нижнего цилиндра, где присутствует пар, который нагревает молоко до температуры 50-60 градусов. В нижнюю часть молоко попадает под воздействием первого центробежного насоса. Для перекачки в верхний используется второй насос. В верхней части осуществляется пастеризация вещества до температуры 80-90 градусов по Цельсию.

Основные преимущества установки

Данное оборудование получило широкое распространение, так как оно выделяется рядом существенных преимуществ, важных для этой промышленности. Во-первых, устройство полностью соблюдает тепловые режимы как при пастеризации, так и при охлаждении. При этом сохраняется заданная производительность. Во-вторых, исполнение модульного типа максимально сокращает размеры аппарата, что делает его компактным, а значит, и удобным для размещения и применения.

Молоко и молочные продукты пастеризуют в специальных емкостях, трубчатых пастеризационных установках, а также в пластинчатых пастеризационно–охладительных установках.

К первым относят ванны длительной пастеризации и универсальные ванны.

Трубчатая пастеризационная установка (рис. 5.24) состоит из двух центробежных насосов, трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Рис. 5.24. Трубчатая пастеризационная установка: 1 – центробежные насосы

для молока; 2 – конденсатоотводчики; 3, 4 – патрубки для отвода конденсата;

5, 6, 7, 8 – молокопроводы; 9 – возвратный клапан; 10 – регулирующий клапан

подачи пара; 11 – предохранительные клапаны; 12 – паропровод; 13 –манометры

для пара; 14 – патрубок для выхода пастеризованного молока; 15 – манометр

для молока; 16 – пульт управления; 17 – верхний барабан; 18 – нижний барабан;

19 – рама

Основной элемент установки – двухцилиндровый теплообменный аппарат, состоящий из верхнего и нижнего цилиндров, соединенных между собой трубопроводами. В торцы цилиндров вварены трубные решетки, в которых развальцовано по 24 трубы диаметром 30 мм. Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб, образуя, таким образом, непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцевые цилиндры закрывают крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга.

Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков.

Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндр. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата – возвратный клапан, с помощью которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, расположенным также на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока.

Обрабатываемый продукт из накопительной емкости с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 50...60 °С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при 80...90 °С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что в трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В процессе теплообмена сливки поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока в результате применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с.

Преимуществами трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми являются значительно меньшие количество и размеры уплотнительных прокладок, а недостатками – большие габариты и высокая металлоемкость; кроме того, при чистке и мойке этих установок требуется свободное пространство со стороны торцов цилиндров теплообменного аппарата.

Трубчатые установки эффективны в том случае, если последующий процесс обработки молока проводят при температуре, незначительно отличающейся от температуры пастеризации.

Пастеризационно-охладительные установки применяют для тепловой обработки молока, сливок и смеси мороженого. Конструкция каждой из таких установок имеет свои особенности, которые отражены при описании оборудования для производства различных молочных продуктов (рис. 5.25).

Пастеризационно-охладительные установки работают в режиме кратковременной пастеризации при 75…76 °С с выдержкой нагретого молока около 20 с в поточном трубчатом выдерживателе.

Сырое молоко поступает из танка в уравнительный бак, где поплавковым регулятором поддерживается его постоянный уровень. Насос подает молоко через стабилизатор потока в секцию пластинчатого аппарата, по которому молоко, подогретое до 60…62 °С, выходит в один из центробежных очистителей. Очистка молока перед пастеризацией повышает эффективность работы пастеризатора и является одним из условий надежной пастеризации. Она предохраняет пластины пастеризационной секции от преждевременного образования пригара, понижающего теплопередачу и производительность аппарата.

Рис. 5.25. Схема установки ОПФ-1: 1 – пластинчатый аппарат;

2 – сепаратор-молокоочиститель; 3 – центробежный насос; 4 – уравнительный бак; 5 – перепускной клапан; 6 – выдерживатель; 7 – насос горячей воды;

8 – бойлер; 9 – инжектор; 10 – пульт управления; I – секция первой регенерации;

II – секция второй регенерации; III – секция пастеризации; IV – секция водяного

охлаждения;V – рассольного охлаждения.

Полугерметические очистители обладают обеспенивающим действием. Они задерживают и разрушают пену молока, поэтому она не попадает в секцию пастеризации. Пена способствует образованию пригара и затрудняет прогревание всех частиц молока до температуры пастеризации. Очиститель имеет напорный диск, играющий роль центробежного насоса. Под его действием молоко проходит через секцию пастеризации, в которой нагревается до 74…76 °С горячей водой, поступающей из бойлера. Охлаждение пастеризованного молока происходит в регенеративной, водяной и рассольной секциях.

В пастеризационно-охладительной установке УОМ-ИК-1, кроме секций выдерживателя и пластинчатого теплообменного аппарата, имеется секция инфракрасного электронагрева. Она состоит из трубок кварцевого стекла U-образной формы с отражателями из анодированного алюминия. В секции 16 трубок (10 основных, 4 регулирующих режим нагрева и 2 дополнительных), на которые навита спираль из нихрома. Трубки включены в сеть параллельно.

Рис. 5.26. Схема пастеризационно-охладительной установки УОМ-ИК-1.

1 – секция инфракрасного электронагрева; 2 – выдерживатель;

3, 15 – термометры; 4 – смотровой участок; 5, 6 – трёхходовые краны; 7 – секция охлаждения ледяной водой (рассолом); 8 – секция охлаждения водой; 9 – секция

регенерации; 10 –манометр; 11 – пластинчатый теплообменник; 12, 13 – вентили; 14 – припускной клапан; 16 – термометр сопротивления; 17 – кран;

18 – уравнительный бак; 19 – насос; 20 – моечный бак; 21 – ёмкость для хранения молока.

Выдерживатель состоит из двух последовательно соединенных труб из нержавеющей стали.

В пластинчатом теплообменном аппарате имеются секция регенерации и две секции охлаждения.

Молоко поступает в уравнительный бак и из него насосом последовательно подается в секции регенерации, инфракрасного нагрева и выдерживатель. После выдерживателя пастеризованное молоко проходит секцию регенерации, передавая теплоту холодному молоку, и последовательно проходит секции охлаждения водой и рассолом.

Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки по сравнению с другими типами тепловых аппаратов имеют ряд преимуществ:

· малая рабочая вместимость, что позволяет приборам автоматики более точно отслеживать ход технологического процесса (в пластинчатой установке рабочая вместимость в 3 раза меньше, чем у трубчатой такой же производительности);

· способность работать достаточно эффективно при минимальном тепловом напоре;

· минимальные теплопритоки и потери теплоты и холода (тепловая изоляция обычно не требуется);

· существенная экономия (80-90 %) теплоты в секциях регенерации (удельный расход пара в пластинчатых установках в 2-3 раза меньше, чем в трубчатых, и в 4-5 раз, чем в емкостных теплообменниках);

· малая установочная площадь (пластинчатая установка занимает примерно в 4 раза меньшую поверхность, чем трубчатая аналогичной производительности);

· возможность менять число пластин в каждой секции, что позволяет адаптировать теплообменный аппарат к конкретному технологическому процессу;

· возможность безразборной циркуляционной мойки аппаратуры.

Наиболее высокими технологическими показателями среди отечественных установок обладают модульные автоматизированные пастеризационно-охладительные установки с электронагревом типа «Поток Терм 500/1000/3000».

Особенностью этих установок является высокий коэффициент регенерации теплоты (0,9), система подготовки горячей воды с электронагревом и четырехсекционный пластинчатый теплообменник (две секции регенерации, секция пастеризации и секция охлаждения). В последнем резиновые прокладки выполнены из патентованного материала и соединены с пластинами специальными зажимами, т. е. без помощи клея.

Рис. 5. 14. Технологическая схема ОПУ-3М

1 – теплообменный аппарат; 2 – насос для горячей воды; 3 – бойлер;

4 – инжектор; 5 – трубчатый выдерживатель; 6 – щит управления;

7 – клапан автоматического возврата недопастеризованного молока;

8 – танк; 9 – насос для молока; 10 – промежуточный бак;

11 – стабилизатор потока; 12 – насос; 13 – секция пастеризации;

14 – секция регенерации; 15 – секция водяного охлаждения;

16 – секция рассольного охлаждения; 17 – молокоочиститель

Охладительно – пастеризационная установка ОПУ – 3У предназначена для центробежной очистки, тонкослойной пастеризации молока в закрытом потоке и последующего его охлождения.

В каждую установку входят: пластинчатый пастеризатор-охладитель, уравнительный бак с поплавком, насосы для молока, регулятор равномерности потока, сепараторы - молокоочистители, автоматический клапан для отвода недопастерезованного молока, бойлер для нагрева воды, паровой инжектор, насос для горячейводы, пульт управления с выдерживателем и трубопроводы пара и рассола с регуляторами давления и расхода.

Секции установки отличаются различной компоновкой пластин, их типом и расположением. В установке имеется пять секции: пастеризации, регенерации (I и II ступени), охлаждения водой и охлаждения рассолом. Работа пластинчатой автоматизированной пастеризационно -охладительной установки осуществляется так. Сырое молоко из танка подается насосом в промежуточный бак. Уровень молока в баке поддерживается поплавковым устройством. Из бака молоко насосом 12 направляется через стабилизатор 11 потока в секцию регенерации пластинчатого аппарата, где подогревается пастеризованным молоком. Затем молоко идет в попеременно работающие молокоочистители 17. Очищенное молоко под напором подается в секцию пастеризации пластинчатого аппарата, в которой нагревается горячей водой до температуры 76 ± 2 0 С и далее направляется в трубчатый выдерживатель 5 , а затем в секцию 14 регенерации. При температуре пастеризации ниже заданной молоко автоматическим клапаном возвращается в бак 10 для повторной тепловой обработки. При заданной температуре пастеризации молоко из выдерживателя 5 последовательно проходит секции 15 и 16 водяного и рассольного охлаждения пластинчатого аппарата, охлаждаясь до 4 ± 2°С. Вода для секции пастеризации подогревается в инжекторе 4 и подается водяным насосом 2.

Техническая характеристика:

Производительность, л/ч 3000

Температура, 0 С:

Пастеризации 76 ± 2

Охлажденного молока 4 ± 2

Расход пара, кг/ч 72

Расход охлаждающей 9000

Рабочее давление 1,5

пара, МПА

Установленная мощность

электродвигателей, кВт 16,5

Габаритные размеры, мм:

Длина 2015

Ширина 700