Оборудование для производства сгущенных молочных продуктов • 1. Вакуум-выпарные установки для сгущения молока • 2. Оборудование для охлаждения сгущенного молока • 3. Оборудование для приготовления сахарного сиропа
• 1. Вакуум-выпарные установки для сгущения молока
Оборудование для производства сгущенных молочных продуктов • включает вакуум-выпарные установки, оборудование для приготовления сахарного сиропа, охлаждения сгущенного молока и др. • В вакуум-выпарных установках можно сгущать жидкости, кипение которых при атмосферном давлении ведет к изменению физико-механических свойств и потере питательной ценности продукта; использовать в рабочем цикле отработавший и вторичный пар; • эффективно использовать пар ввиду значительного перепада температур между теплоносителем (паром) и выпариваемой жидкостью.
В зависимости от классификационных признаков вакуум-выпарные установки делятся на следующие: • • • по количеству корпусов - на одно- и многокорпусные; по принципу работы - периодического и непрерывного действия; по конструкции - на циркуляционные и пленочные; по типу греющей поверхности - на трубчатые и пластинчатые; по типу конденсатора - с поверхностным и барометрическим конденсаторами; • по способу подогрева продукта - с использованием водяного пара, паров аммиака и фреона; • по использованию вторичного пара - аппараты, в которых не используют вторичный пар, и аппараты с его использованием.
Циркуляционная однокорпусная вакуум-выпарная установка периодического действия с трубчатым калоризатором и конденсатором поверхностного типа является наиболее простой в конструктивном плане. Основными ее элементами являются калоризатор, пароотделитель, два подогревателя, конденсатор, эжекторы (рис. 142). •
Калоризатор • Калоризатор представляет собой теплообменный аппарат цилиндрической формы с двумя трубными решетками, в которые ввальцованы кипятильные трубки и две циркуляционные трубы.
Рисунок 142 - Однокорпусная вакуум-выпарная установка: 1, 2, 4 - вентили на паропроводах; 3, 5 - манометры; 6 - вакуумметр; 7 - поверхностный конденсатор; 8 - смотровое окно; 9 - осветитель; 10 - трубопровод; 11 - термометр; 12 - воздушный кран; 13 - термокомпрессор; 14 - верхняя перегородка с окном; 15 - патрубок подачи сырья; 16, 22, 30 - краны; 17 - пробоотборник; 18 - сферическое днище калоризатора; 19 - насос для откачивания сгущенного продукта; 20 - приводной механизм насосов; 21 - насос для откачивания конденсата; 23 - нижняя перегородка; 24 - трубопровод для конденсата; 25 - подпорная шайба; 26 - трехходовой вентиль; 27 - люк; 28 - зонт-отражатель; 29 - соединительный трубопровод; 31 - циркуляционная труба; 32 - вентиль на водяной трубе; 33 - вентиль; 34, 36 - двухступенчатый эжектор; 35 - пусковой эжектор
Межтрубное пространство калоризатора • служит паровой рубашкой, в которую через вентиль и термокомпрессор подается греющий пар. Получаемый в процессе работы калоризатора конденсат по трубопроводу непрерывно отводится в подогреватели, а затем в конденсатор. Подпорная шайба в трубопроводе ограничивает потери греющего пара при отводе конденсата.
Калоризатор имеет корпус, верхнюю и нижнюю крышки • Для обеспечения герметичности при сборке между крышками и корпусом укладывают резиновые прокладки. В верхней и нижней крышках калоризатора имеется две перегородки с окнами. Окно в нижней перегородке можно закрывать заслонкой. Перегородка в верхней крышке съемная. Эти перегородки служат для настройки установки на необходимый режим работы. • Если поставлена верхняя перегородка, а заслонка нижней закрыта, то установка работает по принципу непрерывного сгущения. Для того чтобы установка работала по принципу периодического сгущения, необходимо удалить верхнюю перегородку, а заслонку нижней открыть.
В процессе работы калоризатора молоко • перемещается в кипятильных трубках снизу вверх, а в циркуляционных трубах - сверху вниз. Объясняется это разностью между удельными массами сгущаемого продукта. • В первом случае удельная масса продукта меньше, так как он насыщен пузырьками пара. В калоризаторе также расположены патрубки подачи сырья на сгущение, краны для взятия пробы и выпуска сгущенного продукта.
Пароотделитель служит для отделения вторичного пара от частичек продукта • Он представляет собой цилиндр с установленным на стоке зонтом-отражателем. Трубопровод соединяет верхнюю часть калоризатора с пароотделителем, он расположен к пароотделителю под углом. • Поступающие в него жидкий продукт и пар приобретают вращательное движение. Продукт под действием центробежной силы отбрасывается к стенке пароотделителя и стекает вниз в кольцевое пространство дна, откуда откачивается насосом через кран или по циркуляционной трубе вновь подается в калоризатор на сгущение.
• В некоторых установках на соединительной трубе предусмотрен шибер для регулирования скорости движения вторичного пара, что позволяет улучшить качество разделения пара и продукта. В пароотделителе расположены люк, смотровое окно, осветитель, термометр и воздушный кран. Вверху пароотделителя имеется паросборник, от которого отходят два трубопровода: один - к термокомпрессору, другой - к подогревателю (либо прямо к конденсатору).
• Подогреватели по конструкции аналогичны трубчатым пастеризаторам. Сгущаемый продукт движется по трубам, а в межтрубное пространство подаются вторичный пар или его смесь с острым паром. Если один подогреватель не обеспечивает нагрева продукта до необходимой температуры, то устанавливается несколько последовательно соединенных аппаратов.
• Конденсатор поверхностного типа выполнен в виде цилиндрического корпуса с верхней и нижней съемными крышками. В корпусе находятся трубки, концы которых развальцованы в верхней и нижней трубных решетках, а также патрубки для подачи вторичного пара из подогревателя или пароотделителя, отвода конденсата, подвода конденсата из калоризатора и нагревателей, отвода воздуха к вакуум-насосу, для подвода и отвода охлажденной воды.
• Для создания вакуума в системе из котельной через вентиль в пусковой эжектор подается пар, который работает только вначале для ускорения создания вакуума. В дальнейшем при сгущении работают два других эжектора, установленные последовательно. • Вакуум-выпарная установка работает следующим образом. До начала сгущения сырья в установку засасывается вода. Циркулируя в системе, она ополаскивает установку и позволяет проверить ее герметичность. Подачей пара на эжекторы в системе создают вакуум. При разрежении около 80 к. Па начинает засасываться сырье. На конденсатор подают холодную воду, и по мере заполнения трубок калоризатора на 2/3 их высоты в паровую рубашку подается пар.
• В установившемся режиме молоко последовательно поступает в первый и второй подогреватели. В первом продукт нагревается вторичным паром до 60. . . 66°С, во втором - острым паром до 70. . . 75°С. При такой температуре молоко подается в калоризатор, где подогревается до 80. . . 85°С и испаряется. По мере образования конденсата его непрерывно откачивают насосом. Если установка работает по принципу непрерывного сгущения, то готовый продукт откачивается по мере достижения заданной концентрации.
• Недостатком циркуляционных вакуумвыпарных установок является то, что они имеют большой рабочий объем продукта и характеризуются многократной циркуляцией последнего при выпаривании. Продолжительность пребывания сгущаемого продукта в этих установках довольно велика - до 30. . . 40 мин, а в отдельных случаях и больше. В аппаратах циркуляционного типа продолжительность теплового воздействия на продукт не регулируется.
• Аппараты циркуляционного типа в настоящее время получили распространение лишь в комплектах оборудования для малых предприятий, например в установке для получения сгущенного молока ВВУ-150. Для создания вакуума в этой установке применен водокольцевой вакуум-насос. Длительность одного цикла выпаривания 3 ч при производительности установки по перерабатываемому молоку и сгущенному молоку с сахаром соответственно 160 и 50 кг/ч.
Особенностью пленочных вакуумвыпарных установок является • то, что технологический процесс выпаривания продукта происходит при его однократном прохождении через калоризатор. Достигается это тем, что калоризатор выполнен в виде длиннотрубного тонкослойного аппарата, а продукт поступает на сгущение с помощью форсунки или специальных перфорированных дисков. Сырье соприкасается с нагретой поверхностью калоризатора в течение 3. . . 4 мин и движется по нему с большой скоростью. В конечном итоге это обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи в установках пленочного типа и обеспечивает интенсивный процесс сгущения даже при незначительном перепаде между температурами кипения и греющего пара в смежных корпусах установки. В свою очередь, это позволяет применять в вакуум-выпарных установках несколько последовательно соединенных между собой калоризаторов.
Трехкорпусная пленочная вакуум-выпарная установка непрерывного действия показана на рисунке 144. • Сырье насосом через счетчик подается в двухсекционный подогреватель. В первой секции оно подогревается вторичным паром, поступающим из пароотделителя, а во второй - паром, поступающим из другого пароотделителя. Температура вторичного пара соответственно 45 и 62°С. Из подогревателя сырье температурой около 54°С проходит через сепараторочиститель и направляется в двухсекционный подогреватель. В первой секции продукт нагревается вторичным паром температурой 75°С, поступающим из пароотделителя, а во второй секции его окончательный нагрев осуществляется до температуры 80°С с помощью смеси пара, поступающего из паровой рубашки калоризатора, и острого пара.
Рисунок 144 - Пленочная трехкорпусная вакуум-выпарная установка непрерывного действия: 1 - пусковой эжектор; 2, 3 - трубчатые подогреватели; 4 - распределители сырья в трубки; 5, 7, 10 - калоризаторы (сепараторы); 6 - подогреватель; 8, 9 - термокомпрессоры; 11, 14, 21 - пароотделители (сепараторы); 12, 13, 20 - продуктовые насосы; 15, 16, 26 - подпорные шайбы; 17 - воздухоотделитель; 18 - обратный клапан; 19, 25 - насосы; 22 - насос; 23 - счетчик; 24 - сепаратор-очиститель; 27 - конденсатор смешения; 28, 30 - рабочие эжекторы; 29 - промежуточный конденсатор; 31 - парораспределитель; 32 - водоотделитель
• Сырье температурой 80°С поступает сверху через форсунку в калоризатор первого корпуса установки. Равномерно распределяясь по трубкам калоризатора и частично испаряясь при температуре 75°С, сырье стекает в пароотделитель. В паровую рубашку калоризатора первого корпуса термокомпрессорами подается греющий пар температурой 95°С. Из пароотделителя насосом сырье подается в калоризатор второго корпуса, где кипит при 62°С. В паровой рубашке этого калоризатора теплоносителем является вторичный пар температурой 75°С, поступающий из пароотделителя.
• Часть вторичного пара из паровой рубашки калоризатора забирается термокомпрессорами и направляется в подогреватель. Насосом сырье откачивается из пароотделителя и направляется в подогреватель, где в качестве теплоносителя используется пар температурой 70. . . 75°С, поступающий из пароотделителя.
• Из подогревателя продукт направляется в калоризатор третьего корпуса и распределяется по трубам так же, как и в других калоризаторах. В калоризаторе третьего корпуса сырье кипит при температуре 45°С. Сгущенный продукт стекает в пароотделитель, откуда непрерывно откачивается насосом. На нагнетательной стороне насоса установлены пробоотборник, обратный клапан и вентиль, позволяющий подать продукт в подогреватель и калоризатор на досгущение. Сгущенный продукт направляется на сушку или охлаждение.
• По мере образования конденсата в калоризаторах и подогревателях его отвод осуществляется через подпорные шайбы. Подпорная шайба представляет собой диск толщиной 5. . . 6 мм, закрепленный между двумя фланцами болтами. В центре она имеет отверстие, через которое может пройти определенное количество конденсата. • Часть вторичного пара из пароотделителя третьего корпуса поступает на конденсатор смешения цилиндрической формы с несколькими патрубками. Сверху в конденсатор подается вода, снизу - вторичный пар. Смесь воды и конденсата откачивается насосом.
• Первоначально вакуум в системе создается пусковым эжектором. Паровоздушная смесь из него выбрасывается в атмосферу. В установившемся режиме работы установки необходимое разрежение обеспечивается конденсатором, системой эжекторов, а также промежуточным конденсатором. Для нормальной работы установки на конденсатор необходимо подавать воду температурой не выше 25. . . 28°С и поддерживать давление рабочего пара около 0, 8 МПа.
• Промышленность выпускает вакуум-выпарные установки А 2 ОВВ-2 и А 2 -ОВВ-4 производительностью по испаренной влаге соответственно 2095 и 4025 кг/ч. • Они предназначены для сгущения цельного и обезжиренного молока, а также молочной сыворотки. Производительность по исходному продукту первой установки для цельного молока, обезжиренного молока и молочной сыворотки соответственно 2650, 2480 и 2280 кг/ч. • В отличие от первой установки, являющейся двухкорпусной с тремя подогревателями, установка А 2 -ОВВ-4 имеет три калоризатора и четыре подогревателя. • Производительность ее по разным видам сырья соответственно 5300, 5150 и 4900 кг/ч. Удельный расход пара на 1 кг испаренной жидкости в этих установках 0, 25. . . 0, 3 кг. • Продолжительность непрерывной работы (между мойками) не менее 12 ч. • Следует отметить, что некоторые вакуум-выпарные установки дополнительно оснащаются пастеризатором, выдерживателем и вакуумным насосом.
Вакуум-выпарная установка с пластинчатым калоризатором имеет такой же принцип работы, • как и однокорпусная циркуляционная вакуумвыпарная установка. Основное отличие заключается в двухсекционном пластинчатом калоризаторе, барометрическом конденсаторе смешения и вакуум-насосе. Такие установки компактны, невысоки, неметаллоемки. Длительность работы их без мойки около 20 ч. Недостатком по сравнению с установками пленочного типа является довольно большой удельный расход пара (0, 5 кг на 1 кг испаренной влаги).
• В вакуум-выпарных установках с аммиачным или фреоновым циклом молоко сгущается при большем разрежении и небольшой температуре (25. . . 30°С), что позволяет получать продукт высокого качества. Они экономически эффективны, так как при работе не требуют водяного пара и холодной воды для конденсатора. • Сжатые в компрессоре пары аммиака при температуре 100. . . 140°С, пройдя теплообменник, где они охлаждаются холодной водой до температуры 40. . . 42°С, поступают в межтрубное пространство калоризатора первой ступени. Затем аммиак уже в жидком виде поступает в ресивер и далее в конденсатор.
• Вторичный пар, поступающий в поверхностный конденсатор, конденсируется на его трубках и отдает теплоту жидкому аммиаку, находящемуся в трубках. Аммиак в трубках закипает, и пары его откачиваются компрессором. Таким образом, в этих установках аммиак совершает круговой процесс. Для реализации его установка снабжена ресивером, воздухоотделителем, маслоотделителем, насосами и регулирующими вентилями. • Полученный вторичный пар из пароотделителя первой ступени используется как греющий в сдвоенном калоризаторе второй ступени. Вторичный пар из калоризатора второй ступени направляется в поверхностный конденсатор. Таким образом, устройство и принцип работы многих узлов установки с аммиачным циклом и пленочных установок имеют много общего.
2. Оборудование для охлаждения сгущенного молока • Для охлаждения сгущенного молока применяют то же оборудование, что и для охлаждения и кристаллизации молочного сахара - кристаллизаторы-охладители РЗ-ОКО и КМСР-72. • Открытый горизонтальный кристаллизаторохладитель РЗ-ОКО (рис. 145) представляет собой ванну полуцилиндрической формы с водяной рубашкой, в которую поступает охлаждающая жидкость. Ванна установлена на четырех винтовых ножках, позволяющих менять уклон в сторону выгрузки. С помощью механизма подъема крышка ванны может открываться и закрываться.
Рисунок 145 - Кристаллизатор-охладитель РЗ-ОКО: 1 - привод; 2 - механизм подъема крышки; 3 - крышка; 4 - ванна; 5 - шнек; 6 – кран; 7 - ограждение; 8 - воронка; 9 - кронштейн; 10 - шкаф электроаппаратуры
• Ванна снабжена горизонтальношнековой мешалкой, приводимой во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор. В днище ванны размещен сливной патрубок с краном. • Вместимость ванны 2000 л. При вращении мешалки с частотой 12 мин-1 охлаждаемый продукт интенсивно перемешивается и снижает свою температуру на 3. . . 5°С в час. Процесс охлаждения сгущенного молока или сахарного сиропа продолжается 10. . . 20 ч.
Кристаллизатор-охладитель КМСР-72 (рис. 146) • выполнен в виде горизонтально расположенной ванны полуцилиндрической формы из нержавеющей листовой стали. Ванна установлена на раме и имеет двойные стенки, между которыми пропускается охлаждающая вода. Внутри ванны на подшипниках скольжения расположен вал с витком для перемешивания продукта. Вращение вала осуществляется от электродвигателя мощностью 1, 1 к. Вт через два редуктора, коробку скоростей и цепную передачу. Вал мешалки может вращаться с частотой 0, 5 и 4, 85 мин-1.
Рисунок 146 - Кристаллизатор-охладитель КМСР-72: 1 - привод; 2 - вал с витком; 3 - ванна; 4 - рама; 5, 6 – крышки
• Ванна закрыта крышками с блокировочными устройствами, отключающими двигатель привода при открывании крышек во время перемешивания сырья. Верхний уровень продукта в ванне контролируют с помощью сигнализатора уровня. При срабатывании датчика включается звуковая и световая сигнализация. Температура продукта и охлаждающей воды на входе и выходе измеряется датчиками температуры. • Управление работой мешалки осуществляется по программе с интервалом 10. . . 40 мин.
• Вместимость ванны охладителякристаллизатора КМСР-72 1000 л, и по основным технико-экономическим показателям (удельные металлоемкость и затраты электроэнергии) он уступает РЗ-ОКО. • Для предприятий с большими объемами производства сгущенного молока или молочного сахара промышленность в небольшом количестве выпускает охладителикристаллизаторы непрерывного действия. Производительность таких аппаратов на порядок выше открытых охладителей за счет интенсификации процесса охлаждения продукта, осуществляемого с помощью кипящего хладагента или рассола температурой -15. . . -25°С.
• При производстве сгущенного молока с сахаром для приготовления сиропа применяют варочные котлы, вакуумвыпарные установки и сироповарочные станции. • Варочный опрокидывающийся котел МЗ-2 С-2446 имеет рабочую вместимость 150 л (геометрический объем 200 л), поверхность нагрева 1 м². Его можно применять на пищевых предприятиях для приготовления сиропов, заливок, соусов и т. д.
• • Котел состоит из рабочей емкости, двух стоек, двух полых цапф и паровой рубашки. Цапфы служат для крепления емкости к стойкам, а также подвода пара к паровой рубашке и отвода из нее конденсата. • В нижней части паровой рубашки имеется кран для спуска воздуха и конденсата. На подводящей линии рубашки установлены манометр и предохранительный клапан. • Механизм поворота котла включает в себя червячную передачу и маховичок. На крышке котла укреплен привод мешалки - электродвигатель и редуктор. Частота вращения мешалки лопастного типа 18, 8 мин-1. • После заполнения котла сахаром и водой в паровую рубашку подается пар и включается мешалка. Готовый сироп сливается через патрубок в нижней части котла или путем его поворота с помощью опрокидывающего механизма.
• Более высокое качество сахарного сиропа можно получить в закрытых (вакуумных) аппаратах. Промышленность выпускает несколько типов вакуум-выпарных установок и аппаратов, имеющих практически одинаковое устройство и принцип работы. • Вакуум-аппарат МЗС-320 (рис. 147) состоит из корпуса, мешалки с приводом, системы загрузки, ловушки и вакуумнасоса.
Рисунок 147 - Вакуум-аппарат МЗС-320: 1 - редуктор; 2 - электродвигатель; 3 - вакуумметр; 4 - корпус аппарата; 5 - манометр; 6 - предохранительный клапан; 7 - шланг; 8 - наконечник; 9 - ванна; 10 - кран для спуска сиропа; 11 - конденсатоотводчик; 12 - вакуум-насос
• Корпус выполнен в виде емкости, в нижней половине которой имеется паровая рубашка. На сферической крышке смонтирован привод лопастной мешалки, который включает в себя электродвигатель и редуктор. К крышке крепится ловушка для улавливания наиболее крупных частиц продукта, уносимых вторичным паром в вакуумную систему. Паровая рубашка имеет манометр и предохранительный клапан. В нижней части днища аппарата расположен патрубок для отвода конденсата.
• Аппарат шлангом с наконечником под действием вакуума в емкости засасывает продукт, необходимый для переработки. Готовый продукт выгружается через спускной патрубок с пробковым краном. Для контроля за рабочим процессом и осмотра внутренней полости аппарата в корпусе имеются три окна и кран для взятия проб.
Сироповарочные станции предназначены для приготовления сахарного сиропа и различных заливок • на предприятиях по переработке молока и в цехах по переработке плодоовощного сырья. На этих станциях большая часть погрузочно-разгрузочных операций механизирована, поэтому при небольших габаритах они имеют производительность 400 кг/ч и больше. Станции работают следующим образом. • Сахарный песок, засыпанный в бункер, шнековым транспортером подается на просеиватель. • После очистки он взвешивается на автоматических весах и последовательно пропускается через несколько секций растворителя, в которых смешивается с водой, подогревается и интенсивно перемешивается. Готовый сироп сливается в бак-накопитель, из которого поступает на дальнейшую переработку
Скачать презентацию Оборудование для производства сгущенных молочных продуктов 1
Ле-Обор.-Вакуум-выпарные установки-2014.pptx