RU180643U1 - Быстродействующий пастеризатор в потоке - Google Patents
Быстродействующий пастеризатор в потоке Download PDFInfo
- Publication number
- RU180643U1 RU180643U1 RU2017121252U RU2017121252U RU180643U1 RU 180643 U1 RU180643 U1 RU 180643U1 RU 2017121252 U RU2017121252 U RU 2017121252U RU 2017121252 U RU2017121252 U RU 2017121252U RU 180643 U1 RU180643 U1 RU 180643U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- milk
- pasteurized
- valve
- tank
- section
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000009928 pasteurization Methods 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 235000020200 pasteurised milk Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 235000020185 raw untreated milk Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 abstract description 32
- 239000008267 milk Substances 0.000 abstract description 32
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 abstract description 32
- 239000006071 cream Substances 0.000 abstract description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 12
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 12
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 12
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 235000008939 whole milk Nutrition 0.000 abstract description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 abstract 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 abstract 1
- 101100521421 Caenorhabditis elegans rpt-5 gene Proteins 0.000 description 9
- 101100409511 Caenorhabditis elegans rpt-6 gene Proteins 0.000 description 6
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 2
- 235000015142 cultured sour cream Nutrition 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 235000021056 liquid food Nutrition 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 235000020183 skimmed milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 241001517019 Philomachus Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000005534 acoustic noise Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N cathelicidin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CO)C(O)=O)NC(=O)[C@H](CC=1C=CC=CC=1)NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)CNC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@@H](N)CC(C)C)C1=CC=CC=C1 POIUWJQBRNEFGX-XAMSXPGMSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229920001821 foam rubber Polymers 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 235000015141 kefir Nutrition 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 235000021262 sour milk Nutrition 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 235000013618 yogurt Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
- A23B11/00—Preservation of milk or dairy products
- A23B11/10—Preservation of milk or milk preparations
- A23B11/12—Preservation of milk or milk preparations by heating
- A23B11/13—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked
- A23B11/133—Preservation of milk or milk preparations by heating the materials being loose unpacked and progressively transported through the apparatus
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Abstract
Быстродействующий пастеризатор Бродского в потоке предназначен для пастеризации и охлаждения молока и может быть использован на молочно-товарных фермах, а также молокозаводах при переработке сменных объемов молока от 2000 л до 20000 л.Пастеризатор содержит пополнительный бак сырого молока с центробежным циркуляционным насосом и возвратным клапаном, двухсекционный рекуперативный пластинчатый теплообменник (РПТ) встречных потоков пастеризованного и сырого молока, водонагревательный пастеризационный бак (ВПБ) с винтовым змеевиком, выполненным из тонкостенной трубы Ф40 длиной 48 м, ТЭНами и связанным с ними водяным термостатом, а также бачок-выдерживатель с термодатчиком, электрически связанным с возвратным клапаном. Между секциями РПТ содержатся трехходовой шаровый кран и две муфты, к которым может подключаться вход и выход закрытого сепаратора с температурой подачи цельного молока 45°С. При этом пополнительный бак через центробежный насос и входные патрубки двухсекционного теплообменника (прямотока сырого молока) соединен трубопроводами со входом змеевика, выход которого через выдерживатель связан со входом возвратного клапана. ВПБ может быть оснащен паровым барботером с паровым электромагнитным клапаном для уменьшения электропотребления от ТЭНов. Пастеризатор позволяет получить в потоке до 5000 л/ч цельное пастеризованное молоко (без сепаратора) с температурой 20°С, практически готовое к упаковке. При переключении трехходового крана на внешний закрытый сепаратор на выходе пастеризатора получается нормализованное пастеризованное молоко 4500 л/ч, а на выходе сепаратора - поток нормализованных пастеризованных сливок 500 л/ч с температурой 35…40°С, готовых к заквашиванию и сквашиванию.Пастеризатор позволяет за счет рекуперации тепловых и холодильных потоков в двухсекционном пластинчатом теплообменнике экономить до 75% электроэнергии по сравнению с непосредственным нагревом молока, ускоряет процесс сепарации и выработки сливок при оптимальной температуре 45°С для сквашивания и заквашивания. Периодическая промывка и прочистка винтового змеевика водой и моющими средствами в потоке не представляет никаких проблем и может осуществляться, в том числе, стандартными тампонами-пыжами.
Description
Область применения.
Полезная модель, пастеризатор, предназначен для подогрева (пастеризации) и последующего охлаждения, преимущественно молока и сливок в потоке, а также для пастеризации пива, соков, и может быть использован на предприятиях пищевой промышленности, молокозаводах и молочно-товарных фермах, при выпуске сметаны, сливок, кефира, творога с объемами производства от 2000 до 20000 л в сутки.
Уровень техники.
В настоящее время для пастеризации в потоке (нагрева до 76°…92°) и последующего охлаждения с производительностью от 1000 л до 5000 л/ч применяются устройства, основанные на пластинчатом теплообменнике - регенераторе (рекуператоре), через который пропускаются встречные потоки сырого (холодного) молока и пастеризованного (горячего) молока [1, 2, 3, 4, 5]. Донагрев молока может осуществляться ТЭНами с электрокотлом [1, 2, 3, 4] через змеевик, либо роторными (вихревыми) центробежными насосами [5] за счет преобразования механической энергии электронасосов в тепловую. Недостаток последних - высокий акустический шум при производительности 1500 л/ч от двух мощных электронасосов (2*7,5=15 кВт). Достоинством пластинчатых рекуперативных пастеризаторов в потоке с электрокотлом является высокий КПД и экономия электроэнергии, а недостатками - сложность промывки, трудоемкость технического обслуживания, необходимость в дополнительных резервуарах сырого и пастеризованного молока От этих недостатков свободны емкостные ванны длительной пастеризации [6] с ТЭНами и артезианской водой, а также пастеризационно-холодильные установки [7] с ТЭНами, водопроводным предохлаждением и фреоновым доохлаждением. Пастеризация молока до 2500 л за смену и его охлаждение осуществляется в едином резервуаре [6, 7] объемом до 2500 л. Нет проблем с его промывкой и обслуживанием, однако недостатком прямого нагрева молока (без рекуперации) является большое энергопотребление (0,1…0,15 кВт*ч на литр), хотя рекуперативные пластинчатые пастеризаторы в потоке [1-5] позволяют экономить до 85% электроэнергии и перерабатывают до 10000…20000 л молока за смену.
Аналогом к предлагаемому решению является устройство [2, 3] для пастеризации ИПКС-013Р-2500Р по патенту RU 2007146478, выпускаемое в Рязани фирмой «Эльф-4М», подробно описанное на веб-сайте www.elf4m.ru/passport_ipks-013-01.pdf [3].
Устройство содержит уравнительный (пополнительный) бак сырого молока с центробежным циркуляционным насосом и возвратным клапаном, рекуперативный пластинчатый теплообменник встречных потоков пастеризованного и сырого молока, водонагревательный пастеризационный бак с винтовым молочным змеевиком, ТЭНами и связанным с ними водяным термостатом, а также сборный змеевик - выдерживатель Ф60 длиной 4 м с калачами 1,5 м и термодатчиком. При этом пополнительный бак через центробежный насос и входные патрубки теплообменника (прямотока сырого молока) соединен трубопроводами со входом винтового змеевика, а выход винтового змеевика -через сборный змеевик - выдерживатель - и возвратные патрубки теплообменника (противотока отпастеризованного молока) соединен, трубопроводами со входом возвратного клапана, связанного с пополнительным баком, и - второй пластинчатый теплообменник - доохладитель, питаемый потоком ледяной воды - с выходом устройства. Термодатчик змеевика - выдерживателя связан с электрическим входом возвратного клапана. Устройство [2, 3] обеспечивает производительность от 1000 до 2500 л/ч, уровень рекуперации тепловой энергии до 80%, температуру охлажденного продукта 4°, время выдержки 16…20 с при мощности потребления до 46 кВт, и 65 кВт температуру пастеризации 76…92°. Ежедневная промывка устройства щелочью и кислотой в режиме циркуляции согласно Паспорта [2] занимает 30% времени его работы. 1 раз в три дня рекомендуется разобрать змеевик - выдерживатель и трубопроводы (7 шт.) с прочисткой их тампонами и гибким тросом. Пластинчатый рекуперативный и второй холодильный теплообменники необходимо разобрать и прочистить механически 1 раз в полгода или по мере их засорения и снижения производительности.
Недостатком аналога является длинный винтовой молочный змеевик, выполненный из сдвоенной нержавеющей трубы Ф20*1, длиной 15 м, 10 витков Ф500. Змеевик является избыточно длинным и непонятно как его очищать в процессе эксплуатации. Кроме того, витки змеевика уложены плотно (без зазоров) по отношению друг к другу. Это ухудшает теплообмен между молоком и горячей водой за счет естественной конвекции, т.к. вокруг змеевика затруднена циркуляция воды и сомкнутые витки исключают из теплообмена до 30%…40% эффективной площади, что требует пропорционального удлинения винтового змеевика и и усложняет его промывку.
Наиболее близкой по техническому решению (прототипом) является пастеризатор Бродского по патенту №125024.
Пастеризатор содержит пополнительный бак сырого молока с центробежным циркуляционным насосом и возвратным клапаном, рекуперативный пластинчатый теплообменник встречных потоков пастеризованного и сырого молока, водонагревательный пастеризационный бак (ВНБ) с крышкой, винтовым змеевиком, выполненным из тонкостенной трубы Ф40, ТЭНами и связанным с ними водяным термостатом, а также объемный цилиндрический выдерживатель с термодатчиком, связанным с электрическим входом возвратного клапана.
Винтовой змеевик прототипа из трубы Ф40, AISI316, имеющий диаметр D=930 мм, шаг витка h=60 мм, общую длину трубы L=48 м, свободен от недостатка, присущего аналогу [2,3], т.к. между поверхностями витков имеется зазор h-D=60-40=20 мм, что позволяет участвовать в теплообмене всей исходной цилиндрической поверхности трубы. В отличие от аналога, винтовой змеевик легко прочищается от остаточных молочных отложений с помощью стандартных поролоновых пыжей Ф60×100, устанавливаемых в начало змеевика, и штатного циркуляционного насоса. Внутри змеевика ВНБ на крышке с мотор-редуктором размещена двухуровневая мешалка.
Расчет термодинамики винтового змеевика показывает возможность подогреть сырое молоко практически с 64°С до температуры воды 80°С при движении потока от входа к выходу с расходами до 5000 л/ч. В циркуляционном контуре: пополнительный бак (4 град), циркуляционный насос (4 град), прямоток сырого молока, рекуперативный пластинчатый теплообменник ПТ (нагрев с 4 до 64 град), змеевик (нагрев с 64 до 80 град), выдерживатель (80 град), встречный противоток горячего отпастеризованного молока через рекуперативный ПТ (охлаждение с 80 до 20 град) нет патрубка с оптимальной температурой 45 град, рекомендуемой для подачи на закрытые сепараторы цельного молока, например Ж5-ОСЦП-1 (1000 л/ч), Г9-ОСП-3 (3000 л/ч), Ж5-ОС2Т-3 (5000 л/ч) для получения идеального обрата с МДЖ близкой к нулю и сепарации жирных сливок МДЖ 38%, используемых для производства масла.
Таким образом, основным недостатком прототипа является ограниченное применение: только для пастеризации цельного молока без производства нормализованных молочных и кисломолочных продуктов, а также сливок (сметаны, сливочного масла, йогуртов, творога и т.д.). Закрытые сепараторы в прототипе можно было бы подключать в поток на выход змеевика с температурой 80 град и далее обрат из сепаратора направлять в выдерживатель. Но в этом случае сливки бы получались высокотемпературные (80 град) и их было бы нужно охлаждать до 32-35 град для сквашивания и заквашивания. Если сепаратор в прототипе подключить на выход теплообменника (64 град) в прямоточный поток сырого молока, а обрат - далее в змеевик, то недопастеризованные сливки пришлось бы нагревать до 80 град в отдельной ВДП и далее охлаждать до 32-35 град для сквашивания, что потребовало бы дополнительного расхода электроэнергии и воды.
Другим недостатком прототипа является большая электрическая мощность ТЭНов и повышенное электропотребление, ограничивающая производительность ППП до 5000…1000 л/ч и не всегда имеющаяся в модернизируемых молокозаводах, оснащаемых современными газовыми и дровяными паровыми котлами.
Технический результат.
Целью и техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение производительности пастеризатора при его удобной стыковке с закрытым сепаратором и ускоренная выработка нормализованного пастеризованного молока, практически готового к упаковке с температурой 20 град, в том числе обезжиренного молока (МДЖ 0%), а также пастеризованных нормализованных сливок МДЖ 15% … МДЖ 30% (получаемых через закрытый сепаратор) практически готовых к сквашиванию и заквашиванию с температурой 35-45 град. Также целью служит уменьшение электропотребления при наличии на молокозаводах паровых котлов.
Техническая сущность устройства.
Заявленный технический результат достигается тем, что в пастеризатор, содержащий пополнительный бак сырого молока с центробежным циркуляционным насосом и возвратным клапаном, рекуперативный пластинчатый теплообменник встречных потоков пастеризованного и сырого молока, водонагревательный пастеризационный бак с крышкой, винтовым змеевиком, мотор-редуктором и мешалкой, размещенной внутри винтового змеевика, с ТЭНами в днище и связанным с ними водяным термостатом, а также объемный выдерживатель с термодатчиком, при этом термодатчик связан электрическим входом возвратного клапана СОГЛАСНО ПРЕДЛАГАЕМОЙ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ рекуперативный пластинчатый теплообменник выполнен двухсекционным и в него введены трехходовой и одноходовой шаровые краны с двумя муфтами и тройником, при этом выход винтового змеевика через выдерживатель и вторую секцию теплообменника (противотока отпастеризованного молока) - а также трехходовой шаровый кран - соединен с первой муфтой и тройником входного патрубка противотока первой секции, вторая муфта через одноходовой шаровый кран также соединена с тройником, выходной патрубок первой секции противотока отпастеризованного молока соединен трубопроводами со входом возвратного клапана, первый выход которого соединен с пополнительным баком, а второй выход - с выходным краном пастеризатора, причем пополнительный бак через центробежный насос, первую и вторую секцию теплообменника (прямотока сырого молока) связан со входом змеевика. Пастеризатор также может быть оснащен паровым барботером и электромагнитным клапаном, связанным с водяным термостатом.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показана принципиальная схема пастеризатора, а также подключение закрытого сепаратора в поток.
Пастеризатор содержит пополнительный бак 1 сырого молока с поплавковым клапаном 2, а также центробежный циркуляционный насос 3 и возвратный клапан 4. Потоки сырого холодного молока и пастеризованного горячего молока проходят встречно через двухсекционный рекуперативный пластинчатый теплообменник (РПТ), его первую секцию 5 и вторую секцию 6, так что выходной патрубок центробежного насоса 3 через трубу 7 соединен со входным патрубком 8 РПТ первой секции 5 сырого молока, а выходной патрубок 9 прямотока сырого молока из первой секции РПТ 5 через входной патрубок 10 и выходной патрубок 11 второй секции РПТ 6 - со входом 12 винтового змеевика 13 водонагревательного пастеризационного бака (ВПБ) 14. Внутри винтового змеевика 13, имеющего диаметр витка D=950 мм, шаг h=60 мм, n=10 витков, общую длину трубы с концевыми заделками L=48м, установлены ТЭНы 15, 12 шт*5 кВт = 60 кВт. Длина змеевика, количество витков, мощность ТЭНов пропорциональны номинальной производительности пастеризатора. Здесь они даны применительно к максимальной производительности 5000 л/ч. Винтовой змеевик 13 выполнен из тонкостенной нержавеющей трубы Ф40×1 сталь AISI316. Выходной патрубок 16 винтового змеевика 13 через выдерживатель 17 с быстросъемной торцевой крышкой 18 соединен трубопроводом со входным патрубком 19 второй секции РПТ 6 пастеризованного молока. Выходной патрубок 20 второй секции РПТ 6 соединен со входным патрубком трехходового шарового крана 21 к выходу которого соединен тройник 22 и первая муфта 23. К тройнику 22 через одноходовой шаровый кран 24 присоединена вторая муфта 25, а также входной патрубок 26 первой секции РПТ 5. Выход 27 противотока пастеризованного молока из первой секции РПТ 5 через трехходовой возвратный клапан 4, один выход 28 которого является выходом пастеризатора, а другой выход 29 - возвращает «недогретое» молоко в пополнительный бак 1. Термодатчик 30 «+80°С» выдерживателя 17 связан с электрическим входом возвратного клапана 4.
Выдерживатель 17 выполнен в виде герметичного цилиндрического бачка D=190мм, 1=500…800 мм, объемом 14…30 л, так, чтобы обеспечить время выдержки отпастеризованного молока не менее 13с при максимальных расходах 3000…5000 л/ч, а также легко промыть и прочистить внутреннюю полость ершами при снятой крышке. Секции РПТ 5 и 6 выполнены из штампованных пластин высоколегированной нержавеющей стали AISI316 размерами 750×350×0.5, 27 и 29 штук, эквивалентной площадью F=2,8 куб.м, обеспечивающей для встречных расходов молока до 5000 л/ч перепад температур не более Т=15° на выходе и на входе.
В ВПБ 14 установлен водяной термостат 31, связанный через магнитный пускатель (на фиг. 1 не показан) с ТЭНами 15 и может быть связан с электромагнитным клапаном 32 парового барботера 33, стабилизирующий желаемую температуру пастеризации. ВПБ 14 имеет усиленную теплоизоляцию 34 толщиной 40 мм с облицовкой из нержавейки. Крышка 35 ВПБ 14 двойная, теплоизолированная, для снижения тепловых потерь. На крышку 35 установлен червячный мотор-редуктор 36 с двухъярусной мешалкой 37, размах крыльев 350 мм, зона захвата лопастей 400 мм.
В верхней точке пастеризатора в объемном выдерживателе 17 установлен воздушный кран 38, предназначенный для стравливания воздуха в процессе циркуляции при разгоне. На выходе пастеризатора установлен дюймовый шаровый кран 39 для удобного регулирования производительности в пределах 1000…5000 л/ч. а входном патрубке 12 змеевика 13 вварен дренажный кран 40.
Внешний закрытый сепаратор 41 с нормализатором (или без) подсоединяется к первой муфте 23 (вход сепаратора) и ко второй муфте 25 (выход сепаратора - обрат или нормализованное пастеризованное молоко). Пастеризованные сливки с нужной МДЖ поступают в потоке на второй выход 42 сепаратора 41.
Работает пастеризатор следующим образом.
А) При пастеризации цельного молока шаровый кран 24 перекрыт, а шаровый кран 21 соединяет патрубок 20 и тройник 22. С помощью ТЭНов 15 и водяного термостата 31 с магнитным пускателем, в водонагревательном пастеризационном баке ВПБ 11 поддерживается температура (85°±1°)С, которая на 4°…5°С превышает желаемую минимальную температуру пастеризации 80°С, установленную на термодатчике 30 выдерживателя 17. В пополнительный бак 1 из холодильного танка через поплавковый клапан 2 поступает сырое молоко +4°С, поддерживая уровень 100 л по мере расходования и переработки.
При первоначальном заполнении пустых полостей молоком открывают полностью воздушный кран 38, так что воздух выходит из прямотока секций РПТ 5 и 6, змеевика 10 и выдерживателя 17. Температура молока в выдерживателе 17 в течении 2 мин достигает 80°С, за счет накопленного тепла ВПБ 14, и термодатчик 30 перекрывает поток отпастеризованного молока через возвратный клапан 4, направляя его в выходной патрубок 29. После выпуска воздуха воздушный кран 32 оставляют приоткрытым для стравливания воздуха в процессе пастеризации, т.к. его присутствие в РПТ 6 ухудшает теплообмен и КПД. Регулировка производительности пастеризатора осуществляется краном 39. При этом в установившемся режиме пастеризации краном 39 обеспечивают номинальный расход 1000…5000 л/ч.
Сырое холодное молоко +4°С из пополнительного бака 1 в установившемся режиме подается насосом 3 через РПТ 5 и 6 прямотоком сырого молока в патрубок 12 змеевика 13, подогревается при этом с 4 до 29°С на первой секции РПТ 5 в патрубках 9 и 10, а далее с 29 до 64°С на второй секции в патрубках 11 и 12 за счет возвратного встречного противотока отпастеризованного горячего молока, проходящего через патрубки 19 и 20, охлаждающегося с 80 до 45°С на второй секции РПТ 6. И далее, пройдя противотоком через трехходовой кран 21 и тройник 22, патрубки 26 и 27 первую секцию РПТ 5 охлаждается с 45 до 19°С. В винтовом змеевике 13 молоко пастеризуется, подогреваясь до температуры 80°С при интенсивном теплообмене с горячей водой, обеспечиваемом мотор-редуктором 36 с двухуровневой мешалкой 37. Следует отметить, что интенсивное вращение мешалки 37 и потоки горячей воды в зазорах 20 мм между витками винтового змеевика 13 снимают застойный «чулок» из охлажденных слоев воды вокруг витков, повышают коэффициент теплообмена змеевика 13, снижают тепловой напор между водой и молоком на выходе 13, увеличивают эффективную контактную площадь и мощность, передаваемую от ТЭНов 15 к молоку. Скорость потоков воды от мешалки 37 на порядок превосходит естественную конвекцию от ТЭНов 15 к змеевику 13. Далее пастеризованное цельное молоко из выдерживателя 17 перемещается порядка 15…20 с через входной патрубок 19 РПТ 6 и выходной патрубок 27 РПТ 5 на выход пастеризатора 28.
Для модернизируемых молокозаводов, оснащенных паровыми, в том числе дровяными, котлами с целью снижения потребления электроэнергии перегретый пар подводится к электромагнитному крану 32 и водяной термостат 31 открывает поток пара через барботер 33 при температуре воды в ВНБ ниже 84°С, а также автоматически перекрывает поток пара через барботер 33 при нагреве свыше 86°С. При этом расход пара 100 кг/ч эквивалентен нагреву воды ВНБ 14 от ТЭНов с мощностью 62,5 кВт, т.е. при достаточной подпитке паром ТЭНы могут быть фактически обесточены, а процесс пастеризации реализуется только за счет парового котла. Потребляемая электрическая мощность в этом режиме не превосходит 2 кВт (работа мешалки 36 и насоса 3). После завершения пастеризации и остановки потока последняя порция пастеризованного молока с температурой 80°С из змеевика 13 и выдерживателя 17 общим объемом порядка 60 л сбрасывается через нижний дренажный кран 40 во вспомогательный поддон, так что процесс пастеризации проходит практически без потерь.
Б) При пастеризации нормализованного молока и получении пастеризованных нормализованных сливок подключают вход сепаратора 41 к первой муфте 23, а выход сепаратора - ко второй муфте 25, шаровый кран 24 при этом открыт, а трехходовой шаровый кран 21 переключают на соединение патрубка 20 с первой муфтой 23, одновременно перекрывают второй патрубок трехходового крана 21.
Таким образом, на вход сепаратора 41 поступает номинальный поток цельного пастеризованного молока, например, с подачей 5000 л/ч через кран 21 и муфту 23, а через муфту 25, кран 24 и тройник 22 в патрубок 26 первой секции РПТ 5 возвращается противоток нормализованного пастеризованного молока нужной жирности с расходом 4500 л/ч и температурой 45°С (на сепараторе 41, фиг. 1 не показаны нормализаторы - краны-регуляторы жирности сливок и обрата). Этот встречный противоток охлаждается в первой секции 5 РПТ с 45°С до 19…20°С и, соответственно, подогревает сырое молоко с 4 до 29°С в патрубках 8 и 9.
Поэтому на выходе 28 пастеризатора в установившемся режиме вырабатывается нормализованное пастеризованное молоко с ГОСТовскими МДЖ 1%, МДЖ 2,5%, МДЖ 3,2%, практически готовое к упаковке с температурой 19…20°С, собираемое в молокоохладитель с дополнительным охлаждением потока до 10…12°С в приемном резервуаре (на фиг. 1 не показан), а на выходе 42 сепаратора 41 получаются пастеризованные нормализованные сливки с подачей 500 л/ч и температурой 40…45°С, практически готовые к заквашиванию и сквашиванию без дополнительного нагрева. Оптимальная температура цельного молока 40…45°С, поступающего на закрытый сепаратор 41 из пастеризатора, соответствует его паспортным данным и позволяет практически полностью обезжирить обрат до 0,04% МДЖ.
Подача на сепаратор недопастеризованного цельного молока в прототипе [1] с температурой 65°С не позволяет обезжирить обрат ниже 0,1…0,2% МДЖ, т.е. приносит незначительные потери по сливкам, и потребует в дальнейшем дополнительного нагрева сливок с 65 до 80°С для завершения пастеризации (гарантированного уничтожения БАК-обсемененности) после чего охлаждения с 80 до 40°С для сквашивания и заквашивания в ВДП. А это потребует дополнительного расходования электроэнергии, воды и рабочего времени.
Таким образом, только предлагаемая полезная модель обеспечивает максимальное быстродействие, оптимизацию процессов пастеризации - сепарации, выработку пастеризованного нормализованного молока (в сочетании с закрытым сепаратором), практически готового к упаковке, а также пастеризованных нормализованных сливок, непосредственно готовых к заквашиванию и сквашиванию без дополнительных потерь электроэнергии, рабочего времени и воды.
По сравнению с емкостными аналогами [6,7] предлагаемый пастеризатор обеспечивает экономию от 80% до 83% электроэнергии за счет рекуперации «тепла-холода» в секциях РПТ 5 и 6.
Предлагаемый пастеризатор внедрен в производство на предприятии ООО «НПП «Автомаш-Владимир» (г.Ковров).
Источники информации
1. Пастеризатор Бродского. Патент RU №125024 от 18.09.2012 г.
2. Устройство для пастеризации. Патент RU 2007146478.
3. Комплект оборудования для пастеризации ИПКС-013Р-2500Р. www.elf4m.ru/passport_ipks-013-01.pdf
4. Установка для пастеризации и охлаждения жидких пищевых продуктов ПМР-02-ВТ с электрокотлом до 2000 л/ч. www.pasterizator.ru
5. Установка для пастеризации и охлаждения жидких пищевых продуктов (пастеризатор) ПМР-02-ВТ с роторными нагревателями до 1600 л/ч. www.pasterizator.ru
6. Ванны длительной пастеризации. Патент RU 2007139028.
7. Молочная пастеризационно-холодильная установка. Патент RU 2436293 от 17.05.2010.
Claims (2)
1. Пастеризатор, содержащий пополнительный бак сырого молока с центробежным циркуляционным насосом и возвратным клапаном, рекуперативный пластинчатый теплообменник встречных потоков пастеризованного и сырого молока, водонагревательный пастеризационный бак с крышкой, винтовым змеевиком, мотор-редуктором и мешалкой, размещенной внутри винтового змеевика, с ТЭНами в днище и связанным с ними водяным термостатом, а также объемный выдерживатель с термодатчиком, при этом термодатчик связан электрическим входом возвратного клапана, рекуперативный пластинчатый теплообменник выполнен двухсекционным, вторая секция которого выполнена с противотоком отпастеризованного молока, а первая и вторая секции выполнены с прямотоком сырого молока, двумя муфтами, имеющими возможность подключения к закрытому сепаратору, отличающийся тем, что в него введены трехходовой и одноходовой шаровые краны с тройником, при этом выход винтового змеевика через выдерживатель и вторую секцию теплообменника (противотока отпастеризованного молока) и трехходовой шаровый кран соединен с первой муфтой и тройником входного патрубка противотока первой секции, вторая муфта через одноходовой шаровый кран соединена с тройником, выходной патрубок первой секции противотока отпастеризованного молока соединен трубопроводами со входом возвратного клапана, первый выход которого соединен с пополнительным баком, а второй выход - с выходным краном пастеризатора, причем пополнительный бак через центробежный насос, первую и вторую секцию теплообменника (прямотока сырого молока) связан со входом змеевика.
2. Пастеризатор по п. 1, содержащий паровой барботер, установленный на днище Водонагревательного пастеризационного бака с паровым электромагнитным клапаном, связанным с водяным термостатом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121252U RU180643U1 (ru) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Быстродействующий пастеризатор в потоке |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017121252U RU180643U1 (ru) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Быстродействующий пастеризатор в потоке |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU180643U1 true RU180643U1 (ru) | 2018-06-20 |
Family
ID=62619746
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017121252U RU180643U1 (ru) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | Быстродействующий пастеризатор в потоке |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU180643U1 (ru) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4A (en) * | 1836-08-10 | Thomas Blanchard | Stock shaving or rounding machine for edges ends etc of ships' tackle-blocks | |
US4075355A (en) * | 1975-07-04 | 1978-02-21 | Gebruder Ott A.G. | Method and apparatus for regulating the fat content of milk |
WO2005025329A1 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-24 | Richard Henry Dumm | Batch pasteurizer |
RU73168U1 (ru) * | 2007-12-18 | 2008-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эльф 4М" | Устройство для пастеризации |
RU2436293C1 (ru) * | 2010-05-17 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Автомаш-Владимир" | Молочная пастеризационно-холодильная установка |
RU2437279C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Автомаш-Владимир" | Полнокомплектная молочная пастеризационно-холодильная установка |
RU120541U1 (ru) * | 2012-05-10 | 2012-09-27 | Лазарь Ефимович Бродский | Пастеризационная установка |
RU125024U1 (ru) * | 2012-09-18 | 2013-02-27 | Лазарь Ефимович Бродский | Пастеризатор бродского |
-
2017
- 2017-06-16 RU RU2017121252U patent/RU180643U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4A (en) * | 1836-08-10 | Thomas Blanchard | Stock shaving or rounding machine for edges ends etc of ships' tackle-blocks | |
US4075355A (en) * | 1975-07-04 | 1978-02-21 | Gebruder Ott A.G. | Method and apparatus for regulating the fat content of milk |
WO2005025329A1 (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-24 | Richard Henry Dumm | Batch pasteurizer |
RU73168U1 (ru) * | 2007-12-18 | 2008-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Эльф 4М" | Устройство для пастеризации |
RU2436293C1 (ru) * | 2010-05-17 | 2011-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Автомаш-Владимир" | Молочная пастеризационно-холодильная установка |
RU2437279C1 (ru) * | 2010-08-09 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Автомаш-Владимир" | Полнокомплектная молочная пастеризационно-холодильная установка |
RU120541U1 (ru) * | 2012-05-10 | 2012-09-27 | Лазарь Ефимович Бродский | Пастеризационная установка |
RU125024U1 (ru) * | 2012-09-18 | 2013-02-27 | Лазарь Ефимович Бродский | Пастеризатор бродского |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU180643U1 (ru) | Быстродействующий пастеризатор в потоке | |
RU2437279C1 (ru) | Полнокомплектная молочная пастеризационно-холодильная установка | |
RU2436293C1 (ru) | Молочная пастеризационно-холодильная установка | |
CN102783519B (zh) | 小型生奶巴氏灭菌保质装置 | |
RU123295U1 (ru) | Пастеризационно-сепарационная установка | |
RU120541U1 (ru) | Пастеризационная установка | |
CN207210378U (zh) | 一种冷却水恒温和净化系统 | |
RU117267U1 (ru) | Вертикально-цилиндрическая пастеризационно-холодильная установка | |
RU125024U1 (ru) | Пастеризатор бродского | |
CN201617136U (zh) | 一种牛奶高温杀菌装置 | |
CN205597763U (zh) | 一种健康节能的饮水机换热组件 | |
CN107367055A (zh) | 一种无压节能箱中胆多胆式步进加热水箱 | |
RU2206215C1 (ru) | Теплохолодильная установка для ферм | |
RU2027372C1 (ru) | Пастеризационно-охладительная установка для тепловой обработки жидких пищевых продуктов, преимущественно молока | |
RU2420062C1 (ru) | Молочная пастеризационно-холодильная установка | |
CN107384721A (zh) | 一种冷却水恒温和净化系统及其工艺 | |
RU2388217C1 (ru) | Молочная пастеризационно-холодильная установка | |
RU138358U1 (ru) | Высокотемпературный пастеризатор бродского | |
CN203290208U (zh) | 一种超高温灭菌机的降温系统 | |
CN220689855U (zh) | 一种绿豆沙冷却热回收装置 | |
RU2396746C1 (ru) | Молочная пастеризационно-холодильная установка | |
CN207279951U (zh) | 一种无压节能箱中胆多胆式步进加热水箱 | |
CN221036343U (zh) | 一种果酱热交换冷却罐 | |
RU2457676C1 (ru) | Молочная пастеризационно-холодильная установка | |
CN222639618U (zh) | 一种预巴氏杀菌加工系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180617 |