Одним з простих видів апаратів для нагрівання і пастеризації молока є ванни тривалої пастеризації.
Нагрівання молока в ваннах тривалої пастеризації здійснюється гарячою водою, що підігрівається парою безпосередньо в сорочці, а охолодження - крижаною водою, що переганяється через сорочку.
Ванна тривалої пастеризації складається з вертикального іліндріческого резервуара (рис. 6.1.), Виготовленого з кислостійких нержавіючої сталі і укладеного в двухстенний зовнішній корпус 2, повітряний прошарок якого виконує роль термоізоляції. Міжстінний простір між молочним резервуаром і корпусом служить водяний сорочкою. Для подачі в неї пара під днищем внутрішнього резервуара розміщений паровий колектор (барботер) 8. Спорожнення межстенного простору здійснюється через вентиль 9, а злив охолоджуючої води через трубу 10.
В процесі нагрівання, охолодження і зберігання молоко перемішується пропелерної мішалкою 4. Злив його з ванни здійснюється за допомогою крана 11. Мішалка має привід 5, що складається з електродвигуна і фрикційної передачі, закріплених н загальної плиті. Температура продукту контролюється по термометру 6.
Ванна обладнана кришкою 3 і трьома опорами 7. Ванну встановлюють в горизонтальному положенні за рівнем шляхом обертання регулювальних болтів в опорах ванни.
Ванна тривалої пастеризації.
1резервуар; 2наружний корпус; 3 - кришка; 4 - Мішалка; 5 - привід мішалки; 6 - термометр; 7 - опора; 8 - паровий колектор; 9 - вентиль; 10 - труба зливу охолоджувальної води; 11 - зливний кран.
Мал. 6.1.
Працює ванна тривалої пастеризації наступним чином. пар через колектор (барботер) надходить у воду, що заповнює міжстінний ространство, і нагріває її до температури до. 96 ° С. Конденсат пара змішується з водою, надлишки якої зливаються через переливної трубу.
Гаряча вода через стінку внутрішнього резервуара нагріває молоко. Після досягнення заданої температури паровий вентиль частково прикривають і витримують молоко при температурі пастеризації. Потім паровий вентиль повністю закривають і відкривають вентиль холодної води, яка поступово витісняє з межстенного простору гарячу воду і охолоджує молоко.
Після завершення технологічного циклу молоко з ванни зливають, а внутрішній резервуар ванни і всі деталі, дотичні з молоком, промивають миючим розчином та промивати теплою водою.
Витрата пара на пастеризацію 1000 кг молока в ваннах тривалої пастеризації становить 100. 140 кг, що в 4,5. 5 разів більше, ніж в сучасних пластинчастих установках. Останнє свідчить про низьку економічності ванн тривалої пастеризації і пояснюється тим, що тепло, витрачений на попереднє нагрівання води в сорочці ванни, використовується нераціонально. Крім того, в ваннах тривалої пастеризації непридатна рекунераціі тепла, яка широко використовується в пластинчастих апаратах.
Універсальний танк є більш досконалою конструкцією резервуара -Теплообмінник для теплової обробки молока та інших рідких харчових продуктів. Він може бути використаний для охолодження молока з 35 до 5. 6 ° С і його зберігання; для підігріву і пастеризації молока в інтервалі температур 75. 90 ° С; для теплової обробки вершків і витримки їх при низькій температурі в процесі дозрівання та підігріву перед збивання; для охолодження молока та інших рідких молочних продуктів з 90 до 20 ° С.
У порівнянні з ваннами тривалої пастеризації універсальні танки обладнані більш сучасною та ефективною системою нагрівання та охолодження, а також приладами контролю за технологічними параметрами.
Універсальний танк складається з внутрішнього резервуара 1 (Рис. 6.2.), Укладеного в корпус 2. простір між цими резервуарами і корпусом служить водяний сорочкою, в якій для підвищення інтенсивності руху робочої рідини (холодної та гарячої води) встановлена труба - водогін 10. Через неї насосом 9 вода з нижньої частини водяної сорочки подається під напором в бічне кільцеве простір.
Між корпусом резервуара і обшивкою є повітряний прошарок, яка виконує роль термоізоляції, що оберігає обшивку 3 танка від нагрівання або охолодження, а також знижує втрати тепла і холоду в навколишнє середовище.
Між днищами внутрішнього резервуара і корпусу змонтований трубчастий теплообмінник, який з'єднується з розсильний магістраллю або водоаккумуляціонной холодильною установкою. Під теплообмінником змонтований барботер 8 для підігріву води парою. У нижній частині внутрішнього резервуара вмонтовані датчик дистанційного термометра 4, патрубок зливного крана 5
і лопатева мішалка 12, яка приводиться в обертання від валу електродвигуна 11.
Працює універсальний танк в такий спосіб. Перед початком пастеризації міжстінний простір танка заповнюють водою до появи її з переливної труби. Потім заповнюють танк молоком, включають мішалку і насос циркуляції води. Після цього в барботер пускають пар і доводять температуру води до 90. 96 ° С. Зайва вода (від конденсації пари) зливається через переливної трубу.
Після нагрівання до заданої температури, яку контролюють за допомогою дистанційного термометра, молоко витримують протягом певного часу, а потім припиняють подачу пари і пускають холодну воду. Циркуляційний насос при цьому відключають. Після витіснення гарячої води через переливну трубу знову включають насос і охолоджують молоко до температури на 2-3 ° С вище водопровідної води. Для охолодження молока до більш низької температури водопровідну воду відключають, а в змійовик подають крижану воду або розсіл.
Мішалка і циркуляційний насос, перемішуючи молоко і проміжний хладоноситель, прискорює процес охолодження молока.
Щоб запобігти нагріванню охолодженого молока в період тривалого зберігання, мішалку і циркуляційний насос включають в роботу через кожні 1.5. 2год.
До недоліків універсальних резервуарів теплообмінників, так само. як і ванн тривалої пастеризації, можна віднести: відсутність рекунераціі тепла і постійний контакт продукту з повітряним середовищем.
1 - внутрішній резервуар; 2 - корпус; 3 - обшивка танка; 4 - термометр; 5 - зливний кран; 6 - опора; 7 - трубчастий теплообмінник; 8 - барботер; 9 - насос; 10 - труба-водогін; 11 - електродвигун; 12 - мішалка; 13 - кришка.
Мал. 6.2.
Для обробки молока в закритому потоці при високих швидкостях його руху служать трубчасті пастеризаційної установки.
За кількістю циліндричних корпусів для нагрівання молока трубчасті установки підрозділяються на одно-, дво- чотирьохсекційного.
Односекційний апарат з паровим обігрівом найбільш простий з застосовуваних трубчастих пастеризаторів. Він складається з циліндричного корпусу 3 (рис. 6.3), забезпеченого термоізоляцією і закритим захисним кожухом з тонколистої стали. Усередині циліндричного корпусу розміщений трубчастий теплообмінник, що складається з труб, трубних дощок з вифрезерувана в них каналами для попарного з'єднання труб і кришок з гумовими ущільнювачами. Останні ізолюють канали один від одного, створюючи таким чином змійовик. Перша і остання труби теплообмінника виведені з циліндра назовні у вигляді патрубків з штуцерами для введення і виведення оброблюваного продукту. У паровій сорочці циліндра на вході пара встановлена перфорована відбивна пластина для запобігання місцевого перегріву труб. У верхній частині циліндра змонтована парова обв'язка пастеризатора, що складається з температурного датчика 6, вентиля, регулятора температури 5 прямої дії і монометра 4.
Для автоматичного видалення конденсату з міжтрубному простору в нижній частині циліндра смонтіован конденсатовідвідник. Він складається з корпусу і кришки, з'єднаних болтами, поплавка з вантажем, знімного сідла і кулькового клапана. Корпус встановлений на трубчастої підставці, чотири ніжки якої мають гвинтові опори для регулювання рівня при монтажі пастеризатора на нерівній підлозі.
Односекційний трубчастий пастеризатор з паровим обігрівом.
1 - рама; 2 - кришка; 3 - корпус; 4 - манометр; 5 - регулятор температури; 6 - температурний датчик; 7 - насос для молока.
Мал. 6.3
При роботі пастеризатора молоко через вхідну трубу надходить в трубчастий теплообмінних і, проходячи по змеевиковую каналах, нагрівається парою до заданої температури. На виході молока з теплообмінника встановлено датчик температури, пов'язаний з регулятором температури. Надходження пара в міжтрубний простір пастеризатора регулюється автоматично залежно від температури пастеризації молока.
Більш досконалий конструкції трубчастих пастеризаторів обладнані також перепускним клапаном, який пов'язаний з чутливим елементом менометріческого термометра. Останній сприймає температуру молока, що виходить з пастеризатора, і подає сигнал на електромагнітний клапан. Якщо температура молока нижче заданої, електромагнітний клапан спрацьовує і спрямовує потік молока на повторне нагрівання.
Нормальна робота трубчастого парового пастеризатора багато в чому залежить від правильної роботи регулятора температури і конденсатовідвідника. Останній повинен забезпечувати безперервний і повний відведення конденсату з парової сорочки, так як пріего накопиченні зменшується теплообмінна поверхню, а отже, знижується продуктивність пастеризатора.
Недоліки трубчастих пастеризаційних установок - висока металоємність і великі габаритні розміри в порівнянні з пластинчастими при рівній продуктивності; необхідність значного вільного простору з боку торців циліндричних теплообмінних секцій для роботи довгими йоржами при чищенні і митті апарату; відсутність секцій для рекунераціі теплоти, що знижує економічність роботи і звужує сферу застосування цих теплообмінників.
На підставі вищевикладеного в проектований апаратному цеху для пастеризації молока рекомендується автоматизована установка пластинчастого типу.