O serie de avantaje ale unităților de răcire cu pasteurizare tip placă. Instalație de pasteurizare-răcire: descriere, dispozitiv, principiu de funcționare, aplicare. Puteți cumpăra și obține sfaturi contactându-ne
Laptele și produsele lactate sunt pasteurizate în recipiente speciale, unități de pasteurizare tubulare, precum și în unități de pasteurizare și răcire cu plăci.
Primele includ băi de pasteurizare pe termen lung și băi universale.
O instalație tubulară de pasteurizare (Fig. 4.4) este formată dintr-un aparat tubular, două pompe centrifuge, o supapă de retur, purgatoare de abur și un panou de comandă cu dispozitive de control și reglare a procesului.
Elementul principal al instalației este un schimbător de căldură cu doi cilindri, format din cilindrii superior și inferior, interconectați prin conducte. Foile tubulare sunt sudate în capetele cilindrilor, în care sunt extinse 24 de țevi cu un diametru de 30 mm. Foile tubulare din oțel inoxidabil sunt frezate cu canale scurte care leagă capetele tuburilor în serie. Ca urmare, se formează o bobină continuă cu o lungime totală de aproximativ 30 m. Capetele cilindrilor sunt închise cu capace cu garnituri de cauciuc pentru a asigura etanșeitatea aparatului și izolarea canalelor scurte unele de altele.
Orez. 4.4.
1 - pompe centrifuge pentru lapte; 2 - scurgeri de condens; 3, 4 - conducte ramificate pentru eliminarea condensului; 5, 6, 7, 8 - conducte de lapte; 9 - întoarcere
supapă; 10 - supapa de control aburului; 11 - supape de siguranta; 12 - conducta de abur; 13 - manometre pentru abur; 14 - conducta de ramificatie pentru iesirea laptelui pasteurizat; 15 - manometru pentru lapte; 26 - panou de control;
17 - cilindru superior; 18 - cilindru inferior 19 - cadru
Aburul este furnizat în inelul fiecărui cilindru. Aburul evacuat sub formă de condens este îndepărtat prin intermediul unor sifone termodinamice. Laptele încălzit se mișcă în spațiul intra-conduct, trecând succesiv cilindrii inferior și superior. La intrare este o supapă care reglează alimentarea cu abur, iar la ieșirea laptelui din mașină există o supapă de retur, cu ajutorul căreia laptele subpasteurizat este trimis automat pentru repasteurizare. Supapa de retur este conectată printr-un regulator de temperatură cu un senzor de temperatură situat și la ieșirea laptelui din mașină. Unitatea este echipată cu manometre pentru a controla presiunea aburului și a laptelui.
Produsul prelucrat din rezervorul de stocare este alimentat de prima pompă centrifugă către cilindrul inferior al schimbătorului de căldură, unde este încălzit cu abur la 50...60°C și trece în al doilea cilindru. Aici se pasteurizeaza la 80...90°C.
A doua pompă este concepută pentru a furniza lapte de la primul cilindru la al doilea. În instalațiile tubulare de pasteurizare, viteza de mișcare a diferitelor produse nu este aceeași. În instalația de pasteurizare a smântânii, viteza de deplasare a acestora în conductele schimbătorului de căldură este de 1,2 m/s. În procesul de schimb de căldură, smântâna este alimentată în cilindrii pasteurizatorului printr-o singură pompă centrifugă. Viteza de deplasare a laptelui cu două pompe este mai mare decât cu una și este de 2,4 m/s.
Avantajele instalațiilor tubulare de pasteurizare față de cele lamelare includ un număr și dimensiuni semnificativ mai mici de garnituri de etanșare, iar dezavantajele sunt dimensiunile mari și consumul mare de metal; în plus, la curățarea și spălarea acestor instalații este necesar spațiu liber pe partea laterală a capetelor cilindrilor schimbătorului de căldură.
Instalațiile tubulare sunt eficiente atunci când prelucrarea ulterioară a laptelui se efectuează la o temperatură ușor diferită de temperatura de pasteurizare.
Instalatii de pasteurizare si racire utilizat pentru tratamentul termic al amestecului de lapte, smântână și înghețată. Proiectarea fiecăreia dintre aceste instalații are propriile sale caracteristici, care se reflectă în descrierea echipamentelor pentru producerea diferitelor produse lactate.
Instalațiile de pasteurizare și răcire utilizate în producția de lapte de consum includ de obicei un rezervor de egalizare, pompe centrifuge pentru lapte și apă caldă, un aparat cu plăci, un separator de lapte, o supapă de reținere, o supapă de reținere, un sistem de încălzire a apei și un Cabinetul de control. În funcție de performanță, astfel de instalații pot avea un număr diferit de secțiuni în aparatul cu plăci și, de asemenea, pot diferi prin metoda de încălzire a lichidului de răcire. Schema tehnologică a instalației automate de pasteurizare și răcire a plăcilor cu o capacitate de 1000 l/h este prezentată în fig. 4.5.
Pompa centrifugă este proiectată pentru a prelua laptele din rezervorul de supratensiune și a-l furniza aparatului lamelar. Pentru a exclude infiltrarea aerului în pompă, un anumit nivel de lapte (cel puțin 300 mm) este menținut în rezervorul de supratensiune folosind un mecanism de plutire. Nerespectarea acestei condiții duce la spumare, ceea ce reduce eficiența pasteurizării.
În rafturile frontale principale (Fig. 4.6, a) și auxiliare din spate ale aparatului cu plăci, sunt fixate capetele tijelor orizontale superioare și inferioare. Cel de sus este destinat suspendării plăcilor de schimb de căldură. De-a lungul periferiei fiecărei plăci, o garnitură mare de cauciuc este plasată într-o canelură specială, care etanșează ermetic canalul.
În plăci se fac găuri cu inele O mici. După asamblarea plăcilor, în aparat se formează două sisteme izolate de canale, prin care se deplasează laptele și lichidul de răcire.
Aparatul cu plăci este echipat cu plăci schimbătoare de căldură din oțel inoxidabil, care sunt împărțite în cinci secțiuni: prima și a doua etapă de regenerare, pasteurizare, răcire cu apă arteziană și răcire cu apă cu gheață. Unele mașini cu plăci au o secțiune de regenerare. Secțiunile sunt separate unele de altele prin plăci intermediare speciale, la colțurile cărora sunt instalate fitinguri pentru alimentarea și evacuarea lichidelor. Numerele de serie sunt ștampilate pe plăcuță, aceleași numere sunt indicate pe diagrama de dispunere a plăcii.
Orez. 4.5.
1 - aparate cu plăci; 2 - separator-curatitor de lapte; 3 - lactat
pompa; 4 - rezervor de supratensiune; 5 - panou de control; 6 - suport;
7 - pompa de apa; 8 - rezervor de convecție; 9 - injector; 10 - o supapă care reglează alimentarea cu abur; 11 - robinet electrohidraulic bypass;
I, II- sectii de regenerare; III- sectia pasteurizare; IV- sectiune de racire cu apa rece; V- sectiune de racire cu apa cu gheata
Plăcile sunt presate pe suport de o placă și dispozitive de prindere. Gradul de compresie al secțiunilor termice se determină conform tabelului cu o scară așezată pe suporturile superioare și inferioare. Diviziunea zero este stabilită de-a lungul axei șurubului distanțier vertical, corespunde compresiei minime care asigură etanșeitatea aparatului.
În instalațiile de înaltă productivitate, secțiunile aparatelor cu plăci sunt situate pe ambele părți ale raftului principal (Fig. 4.6, b).
Separatorul de lapte este folosit pentru purificarea laptelui. Când se utilizează un agent de curățare cu evacuare centrifugă de nămol, este instalat un separator, cu unul manual - doi.
Suportul este unul dintre elementele principale ale unităților de pasteurizare-răcire. În ea, laptele se menține la temperatura de pasteurizare un anumit timp (20 sau 300 s) necesar pentru a finaliza acțiunea bactericidă a temperaturii.
Orez. 4.6.
A- cu aranjare unilaterală a secțiunilor: 7, 2,11, 12 - fitinguri;
- 3 - stâlp din față; 4 - gaura de colt superior; 5 - garnitură inelară mică de cauciuc; 6 - placa de limitare; 7 - tija; 8 - placa de presiune;
- 9 - portbagaj spate; 10 - surub; 13 - garnitura mare de cauciuc;
- 14 - gaura colțului de jos; 15 - placa de transfer termic; b - cu dispoziție pe două fețe a secțiunilor: 1 - dispozitiv de prindere;
- 2 - plăci de presiune; 3 - prima sectie de recuperare; 4 - fiting pentru scoaterea laptelui din sectia de recuperare si alimentarea acestuia la separatorul-curatitor de lapte;
- 5 - a doua secție de recuperare; 6 - garnitură pentru introducerea laptelui în secția de recuperare după rezervorul de stocare; 7 - sectia pasteurizare; 8 - stand principal; 9 - sectiunea de racire cu apa si saramura; 10 - echipament pentru furnizarea laptelui pasteurizat; 11 - distanțier; 12 - picior; 13 - fiting pentru evacuare saramură; 14 - echipament pentru eliberarea laptelui pasteurizat din sectia de pasteurizare si alimentarea acestuia catre detinator; 15 - un fiting pentru alimentarea cu lapte la sectia de recuperare dupa separatorul-curatitor de lapte; 16 - fiting pentru degajarea apei calde; 17 - fiting pentru evacuare apa rece; 18 - fiting pentru alimentare cu saramură;
- 19 - garnitură pentru alimentarea cu lapte pasteurizat a secției de răcire cu apă;
- 20 - plăci de separare; 21 - admisie lapte crud
Suportul este format din unul sau patru cilindri, care sunt montați pe suporturi tubulare. În unele instalații, suportul este realizat sub formă de patru secțiuni, fiecare dintre acestea fiind o spirală realizată dintr-o țeavă cu diametrul de 60 mm.
La procesarea laptelui obținut de la animale sănătoase, o secțiune este implicată în muncă. În cazul prelucrării laptelui de la animale bolnave, acesta este trecut secvenţial prin toate cele patru secţiuni ale suportului. Astfel, timpul de păstrare a laptelui, celelalte lucruri fiind egale, depinde de capacitatea deținătorului.
Supapa electro-hidraulică de retur sau bypass servește la comutarea automată a fluxului de lapte la re-pasteurizare atunci când temperatura acestuia în secțiunea de pasteurizare scade.
Sistemul de încălzire al purtătorului intermediar de căldură al instalației de pasteurizare-răcire constă dintr-un rezervor de convecție, o pompă de apă caldă, un injector, o supapă de alimentare cu abur și conducte.
Rezervorul servește la colectarea, egalizarea temperaturii și îndepărtarea excesului de apă.
Injectorul este conceput pentru a amesteca aburul cu apa care circulă între rezervorul de convecție și secțiunea de pasteurizare a instalației. Cantitatea de abur care intră în injector este reglată de o supapă în funcție de temperatura setată de pasteurizare a laptelui.
Pentru circulația apei calde în sistem injector - aparat lamelar - rezervor de convecție se folosește o pompă centrifugă 2K 20/18 sau 2K 20/30.
În instalația de pasteurizare-răcire cu încălzire electrică a agentului termic intermediar (B6-OP2-F1), în locul unui rezervor de convecție cu injector, se folosește un încălzitor electric de apă - un recipient cilindric cu o capacitate de aproximativ 40 de litri, pe capacul căruia sunt amplasate elementele electrice de încălzire. Pentru a reîncărca și a menține un nivel constant al apei, pe corpul rezervorului este montat un rezervor de supratensiune. Excesul de apă din încălzitorul de apă este îndepărtat folosind o conductă de preaplin. Nivelul apei din rezervor este controlat de un contor special care oprește elementele de încălzire atunci când nivelul scade sub normal.
Activitatea instalației de pasteurizare-răcire în producția de lapte de consum este următoarea. Laptele din rezervor (vezi Fig. 4.5) este direcționat gravitațional sau sub presiune în rezervorul de supratensiune, de unde este pompat către prima secțiune de regenerare a aparatului lamelar. Încălzit până la 37...40°C, intră în curățătorul de lapte pentru a îndepărta impuritățile mecanice și este trimis pentru încălzire ulterioară în a doua secție de regenerare și în secția de pasteurizare, unde este încălzit până la 90°C.
Din secțiunea de pasteurizare, laptele este trimis printr-o supapă de bypass electro-hidraulic către supapa de reținere, rămâne acolo timp de 300 de secunde, apoi intră în secțiunea de regenerare pentru a transfera căldură către fluxul de lapte care intră în aparat. După aceea, intră succesiv în secțiile de răcire cu apă și saramură, unde se răcește la 8°C, și părăsește planta.
Laptele este răcit cu apă arteziană și cu gheață sau saramură, care provin din unitatea frigorifică. Răcirea laptelui la o temperatură care nu depășește 8°C este posibilă numai cu frecvența normală de alimentare cu apă și saramură în secțiunea de răcire. Întregul proces de pasteurizare este controlat automat.
Temperatura de pasteurizare necesară este menținută printr-o punte electronică. Ajustare lină. Temperatura de pasteurizare a laptelui este înregistrată pe banda grafică a dispozitivului de control. Semnalizarea sonoră și luminoasă se aprinde atunci când temperatura de pasteurizare scade sub 90°C.
Odată cu încălzirea indirectă a produsului, atunci când laptele este tratat cu apă caldă încălzită cu abur sau cu încălzitoare electrice, c. Unele pasteurizatoare folosesc încălzitoare cu infraroșu ca sursă de încălzire directă a produsului. În pasteurizatoarele de capacitate mică, laptele este alimentat pentru procesare de un emițător de infraroșu într-un strat subțire.
ÎN pasteurizarea unității nerăcitoare UOM-IK-1(Fig. 4.7) pe lângă secțiunile de încălzire electrică cu infraroșu, există un suport și un schimbător de căldură cu plăci.
Orez. 4.7.
- - lapte, --- apă rece, --- apă cu gheață,
- - x - alimentare cu apă de la robinet, ---- descărcarea apei în timpul spălării
- 1 - secțiune de încălzire electrică cu infraroșu; 2 - suport;
- 3, 15 - termometre; 4 - zona de vizionare; 5,6 - supape cu trei căi;
- 7 - secțiune de răcire cu apă cu gheață (saramură); 8 - sectiune de racire cu apa; 9 - sectia de regenerare; 10 - manometru; 11 - schimbator de caldura cu placi; 12, 13 - supape; 14 - supapa bypass; 16 - termometru rezistent; 17 - Atingeți; 18 - rezervor de supratensiune; 19 - pompa; 20 - conducta de spalare; 21 - recipient de depozitare a laptelui
Secțiunea de încălzire în infraroșu este formată din tuburi de sticlă de cuarț în formă de U cu reflectoare din aluminiu anodizat. În secțiune sunt 16 tuburi (10 tuburi principale, 4 care reglează modul de încălzire și 2 suplimentare), pe care este înfășurată o spirală de nicrom. Tuburile sunt conectate la rețea în paralel.
Suportul este format din două tuburi din oțel inoxidabil conectate în serie.
Schimbătorul de căldură cu plăci are o secțiune de regenerare și două secțiuni de răcire.
Laptele intră în rezervorul de supratensiune și din acesta este pompat secvențial către secțiunile de regenerare, încălzire în infraroșu și menținere. După procesul de învechire, laptele pasteurizat trece printr-o secțiune de regenerare, transferând căldura laptelui rece și trece succesiv prin secțiuni de răcire cu apă și saramură.
Unitățile de pasteurizare-răcire cu plăci au anumite avantaje în comparație cu alte tipuri de dispozitive termice:
- volum mic de lucru al aparatului, care permite dispozitivelor de automatizare să urmărească cu mai multă precizie progresul procesului tehnologic (într-o instalare cu plăci, volumul de lucru pentru produs și lichid de răcire este de 3 ori mai mic decât într-o instalație tubulară de aceeași capacitate);
- capacitatea de a lucra suficient de eficient cu o presiune termică minimă;
- câștig minim de căldură și pierderi de căldură și frig (de obicei nu este necesară izolarea termică);
- economii semnificative (80...90%) de căldură în secțiile de regenerare (consumul specific de abur în schimbătoarele de căldură cu plăci este de 2...3 ori mai mic decât în schimbătoarele de căldură tubulare și de 4...5 ori mai mic decât în căldura capacitivă schimbătoare);
- zonă mică de instalare (instalarea plăcii ocupă de aproximativ 4 ori mai puțină suprafață de pardoseală decât o instalație tubulară de aceeași capacitate);
- capacitatea de a schimba numărul de plăci din fiecare secțiune, ceea ce vă permite să adaptați schimbătorul de căldură la un anumit proces tehnologic;
- Posibilitatea de spălare în circulație a echipamentelor.
Cei mai înalți indicatori tehnologici dintre dispozitivele termice de uz casnic sunt deținuți de unitățile modulare automate de pasteurizare și răcire cu încălzire electrică „Potok Therm 500/1000/3000”.
Particularitatea acestor unități este un coeficient ridicat de recuperare a căldurii (0,9), un sistem de preparare a apei calde încălzit electric și un schimbător de căldură cu plăci cu patru secțiuni (două secțiuni de regenerare, o secțiune de pasteurizare și o secțiune de răcire). În schimbătorul de căldură, garniturile de cauciuc sunt realizate dintr-un material proprietar și sunt conectate la plăci cu cleme speciale, de exemplu. fără ajutorul lipiciului. Principalele caracteristici tehnice ale instalațiilor de acest tip sunt prezentate în tabel. 4.1.
Date tehnice principale ale unităților de pasteurizare și răcire cu plăci pentru lapte
Tabelul 4.1
|
Index |
|||
|
Productivitate, l/h |
|||
|
Temperatura laptelui la intrarea în mașină, °С: |
|||
|
încălzire (pasteurizare) |
|||
|
răcire |
|||
|
Coeficientul de regenerare, nu mai mic de |
|||
|
Timp de păstrare a laptelui la temperatura de pasteurizare, s |
|||
|
Temperatura lichid de răcire, ° С |
|||
|
Raportul lichidului de răcire |
|||
|
Presiunea liniei de alimentare, kPa, nu mai mică de |
|||
|
Putere instalata, kW |
|||
|
Puterea consumată de unitate în regim de pasteurizare, kW |
|||
|
Dimensiuni totale, mm |
2150 x 900 x x 1845 |
2150 x 900 x x 1845 |
2715 x 1225 x x 2215 |
|
Suprafata ocupata, m 2 |
|||
|
Greutate de instalare, kg |
Pe langa unitatile de pasteurizare si racire automate, modulare, semiautomate, Potok Therm 3000/5000/10000, sunt produse si in care produsul este incalzit la o temperatura de pasteurizare cu presiunea aburului de 300 kPa. Consumul de abur în aceste unități este de 60, 100 și, respectiv, 173 kg/h.
Alături de pasteurizatoarele, în care razele infraroșii sunt folosite ca sursă de încălzire directă a laptelui, au fost dezvoltate și sunt tot mai răspândite instalații pentru pasteurizarea laptelui bazate pe utilizarea radiațiilor ultraviolete. Utilizarea unor astfel de instalații poate reduce semnificativ consumul de metal și energie al procesului tehnologic de pasteurizare a laptelui, poate îmbunătăți calitatea acestuia și poate reduce pierderile, menținând în același timp componentele utile ale produsului (proteine, grăsimi, vitamine).
Principiul de funcționare al pasteurizatoarelor de acest tip este efectul fără contact al radiațiilor ultraviolete asupra unui flux de lapte în strat subțire special format.
Deci, pasteurizatoarele de tip OZN au cinci dimensiuni standard (Tabelul 4.2), care diferă ca mărime sau mărime și formă.
Tabelul 4.2
Date tehnice principale ale pasteurizatoarelor de tip OZN
Toate pasteurizatoarele de acest tip sunt dispuse în același mod: o carcasă în care se află dozatorul de lapte, dispozitive de iradiere superioare și inferioare cu plăci de pasteurizare și o sursă de alimentare. Distribuitorul de lapte este format dintr-o supapă de sprinkler, la care laptele este furnizat printr-o conductă. Dispozitivele de iradiere sunt lămpi și reflectoare speciale cu descărcare în gaz. Designul dispozitivelor de iradiere superioare și inferioare este același.
Pasteurizatorul funcționează după cum urmează. Laptele prin orificiile supapei sprinklerului este alimentat într-un strat subțire către placa superioară de pasteurizare și, curgând în jos, trece printr-un flux intens de raze ultraviolete emise de dispozitivul de iradiere. Prin orificiile colectorului-irigator superior laptele intră în placa inferioară de pasteurizare, unde este reprocesat de dispozitivul de iradiere inferior. Laptele pasteurizat din placa inferioară de pasteurizare curge în colector și din acesta în recipientul de primire.
Unitatea de alimentare a pasteurizatorului este echipată cu balasturi care asigură funcționarea dispozitivelor de iradiere superioare și inferioare. În pasteurizatoarele cu o capacitate de 1000 l / h și mai mult, balasturile sunt amplasate într-un dulap separat.
Pentru spălarea periodică a pasteurizatoarelor cu soluție de sodă și apă, toate corpurile lor de lucru în contact cu laptele sunt ușor de îndepărtat.
Pasteurizatoarele de tip OZN sunt dispozitive fără presiune și atunci când se utilizează o pompă de lapte pentru furnizarea laptelui, aceasta din urmă trebuie să fie echipată cu o supapă de închidere care asigură o presiune de 0,1 ... 5 m de coloană de apă.
Una dintre direcțiile promițătoare pentru îmbunătățirea instalațiilor de pasteurizare este utilizarea în acestea a încălzitoarelor rotative, al căror design special permite, datorită frecării moleculare a particulelor produsului prelucrat, să se încălzească acestuia din urmă la o temperatură predeterminată. Temperatura tratamentului termic al produsului depinde de timpul în care se află în încălzitorul rotativ și poate fi reglată într-o gamă largă. În același timp, produsul este supus omogenizării.
Pasteurizator de lapte la temperatură înaltă cu încălzitor rotativ PMR-0,2 W(Fig. 4.8) cu o capacitate de 500, 1000 și 1800 l/h este proiectat pentru pasteurizarea, păstrarea, filtrarea și răcirea laptelui. Poate fi folosit împreună cu o mașină de muls sau independent. Dacă este necesar, pasteurizatorul este reglat la modul de sterilizare a laptelui.
Orez. 4.8.
- 1 - panou de control; 2 - termometru rezistent; 3 - supapa de retur automata; 4 - admisie lapte; 5 - rezervor de primire; 6 - pompa de lapte; 7 - filtru; 8 - schimbator de caldura cu placi; 9 - randamentul laptelui;
- 10 - suport; 11 - macara de trecere; 12 - incalzitor rotativ
Costurile energetice specifice în comparație cu costurile altor instalații din acest aparat sunt reduse de 2,5...3 ori, iar suprafața ocupată de acesta nu depășește 1,5 m 2 .
Laptele din rezervorul de stocare intră în rezervorul de recepție și este alimentat de pompa de lapte către filtru și apoi către schimbătorul de căldură cu plăci. În secțiunea de regenerare a aparatului, laptele este încălzit de căldura transferată de la produsul care vine din suport și alimentat în încălzitorul rotativ. Temperatura de procesare a laptelui în încălzitor este măsurată de un termometru cu rezistență și afișată folosind un indicator digital de pe panoul de control.
În cazul încălcării modului de pasteurizare specificat, laptele este trimis pentru reprocesare folosind o supapă de retur automată. Încălzit la temperatura necesară, laptele este introdus în suport, unde stă timp de 15...20 s, apoi se deplasează secvenţial prin secţiunile de regenerare şi răcire ale schimbătorului de căldură cu plăci.
Pasteurizatorul este echipat cu control electronic, care vă permite să monitorizați continuu parametrii de funcționare ai acestuia.
Principalele date tehnice ale pasteurizatorului PMR-0.2 VT cu diferite modificări sunt prezentate în tabel. 4.3.
Tabelul 4.3
Date tehnice principale ale pasteurizatoarelor cu încălzitor rotativ
|
Index |
PMR-0,2VT |
PMR-0,2-1VT |
PMR-0,2-2VT |
|
Performanţă, |
|||
|
Temperatura laptelui, °С: |
|||
|
depus spre prelucrare |
|||
|
pasteurizare |
|||
|
Timp de păstrare a laptelui la temperatura de pasteurizare, s |
|||
|
Temperatura laptelui răcit (la o temperatură a lichidului de răcire de 1...3°C și la un debit de cel puțin 1,5 m 3 /h), °C |
|||
|
Timp de încălzire a instalației, min |
|||
|
Tip filtru |
nețesute sau plasă |
||
|
Putere instalata, kW |
|||
|
Dimensiuni generale unitate, mm |
1100 X 750 x x 1500 |
1100 X 1000 x x 1500 |
1200 X 1100 x x 1500 |
|
Greutate de instalare, kg |
|||
Pasteurizare cu plăci - unitate de răcire pentru produse lactate fermentate este concepută pentru pasteurizarea și răcirea produselor lactate în flux continuu închis în strat subțire cu control și reglare automată a procesului tehnologic în producerea produselor lactate fermentate.
Dispozitiv.
Instalația de pasteurizare și răcire cu plăci pentru produse lactate fermentate constă dintr-un schimbător de căldură cu plăci, sisteme de preparare a apei calde (rezervor de convecție, pompă de apă caldă, injector) pentru pasteurizarea produsului și încălzirea produsului la temperatura de fermentație, o pompă pentru produs, un panou de control, un suport, un sistem de control și control automat al procesului tehnologic de prelucrare a produsului, conducte, supape montate pe cadru. Unitatea este compactă și are un design modular cu pregătire ridicată pentru instalare. Dispozitivul de reținere al unității este un modul autonom, care poate fi montat în orice loc față de unitate în timpul instalării unității.
Operatii efectuate:
Încălzirea laptelui până la temperatura de separare de 55-60 °C;
Încălzirea laptelui la o temperatură de omogenizare de 75-80 ° C;
Încălzirea laptelui până la temperatura de pasteurizare de 90-95 °C;
Expunerea produsului la o temperatură de pasteurizare de 300 de secunde;
Răcirea produsului la o temperatură de fermentație de 20-50 ° C.
2.3. Schimbător de căldură cu plăci (schimbător de căldură)
Scop:
Schimbătorul de căldură cu plăci este conceput pentru a răci sau încălzi lapte, smântână, chefir, bere, vin, sucuri, băuturi, alcaline, apă, ulei vegetal, amestec și alte produse lichide într-un flux închis.
Datorită eficienței lor termice, schimbătoarele de căldură cu plăci se caracterizează printr-un nivel ridicat de compactitate. Instalațiile de încălzire sau răcire dispuse pe baza lor au dimensiuni semnificativ mai mici decât instalațiile cu destinație similară de alte tipuri, eficiența tuturor este de peste 90%. Părțile schimbătoarelor de căldură care vin în contact cu produsele sunt realizate din materiale aprobate pentru utilizare în industria alimentară. În funcție de proprietățile chimice și fizice ale produselor, precum și de condițiile termice (temperatură, presiune), schimbătoarele de căldură sunt echipate cu etanșări din materiale adecvate (cauciuc alimentar, silicon, fluoroplastic etc.). Dispozitivele de încălzire și răcire permit spălarea cu circulație închisă sub presiune, ușor de operat și reparat.
Lichidul de răcire este apă sau saramură.
Purtătorul de căldură este apă, abur.
Schimbătorul de căldură este format din plăci schimbătoare de căldură, un cadru și o placă de presiune, legate între ele cu știfturi.
Plăcile de transfer termic se produc în diferite tipuri, care diferă: în tipul de etanșări care asigură etanșeitatea aparatului, în dimensiuni geometrice.
Sigiliu ipotecar de tip A - fixarea sigiliului pe placă folosind cleme de fixare (PBK-1, PMK-1).
Tip B Fixarea etanșărilor pe placă folosind lipirea adeziv (PM-1).
Tabelul 10 Caracteristicile tehnice ale schimbătoarelor de căldură cu plăci
|
PBK-1 |
PMK-1 | ||
|
Productivitate, l/oră: | |||
|
Diferența de temperatură între produsul de ieșire și lichidul de răcire (purtător de căldură): 2-4°C (cu un raport de 1/3) |
|||
|
Dimensiuni totale ale aparatului, mm: | |||
|
Înălțime: | |||
|
Latime: | |||
|
Material placa |
otel inoxidabil 12X18H10T |
||
|
Grosimea plăcii, mm | |||
|
Temperatura maximă de funcționare, °С | |||
|
Presiune maximă de lucru, MPa | |||
|
Dimensiunile plăcii (lungime x lățime x grosime) | |||
|
Suprafata de schimb de caldura, dm2 | |||
|
Zona de curgere, DN | |||
|
Diametru filet de conectare | |||
Într-o instalație automată de pasteurizare-răcire tip placă (Fig. 22), procesul de lucru se desfășoară în următoarea ordine.
Orez. 22. Schema unei instalații automate de pasteurizare și răcire a plăcilor:
1 - aparat lamelar; 2- separator-curatitor de lapte; 3- pompa centrifuga; 4- rezervor de supratensiune; 5-valva by-pass; 6- supraviețuiește; 7- pompa de apa calda; 8- boiler; 9- injector; 10- panou de control; I-secțiunea primei regenerări; II - secţiunea a doua regenerare; III - sectia pasteurizare; IV - secțiunea de răcire cu apă; Secțiunea V de răcire cu saramură.
Din colectorul de lapte, laptele este alimentat gravitațional sau cu ajutorul unei pompe în rezervorul de supratensiune 4. Nivelul laptelui trebuie să fie de cel puțin 300 mm pentru a preveni aspirarea aerului în pompa de lapte. Laptele este furnizat de pompa 3 către secțiunea I a aparatului cu plăci (secțiunea de regenerare), unde este încălzit prin schimb de căldură cu lapte fierbinte care vine din secțiunea de pasteurizare prin suportul 6. Laptele încălzit la 37 ... 40 ° C părăsește secțiune la purificatorul de lapte și de acolo este alimentat în a doua secțiune de regenerare, unde este încălzit suplimentar cu lapte pasteurizat, care a suferit anterior schimb de căldură în secțiunea de regenerare I. Din secțiunea de regenerare II, laptele trece în secțiunea de pasteurizare III, unde, datorită schimbului de căldură cu apa fierbinte, este încălzit la o temperatură de 76 ° C ..
Laptele pasteurizat trece prin suport în secțiunile I și II ale regenerării, unde cedează o parte din căldură laptelui rece și temperatura acestuia scade la 20...25°C. Mai departe, acest lapte trece succesiv secțiuni ale răcitorului, după care temperatura acestuia scade la 5...8°C, în funcție de temperatura inițială a apei de răcire sau a saramurului. Laptele rece merge în rezervoare pentru depozitare. Suportul din instalație este conceput pentru a spori efectul de pasteurizare. O expunere suplimentară timp de 20 de secunde într-un suport înainte de răcire contribuie la distrugerea microflorei laptelui. Apa fierbinte pentru pasteurizare se prepară într-un cazan. Se încălzește prin aburul care intră în sistemul de circulație a apei calde prin injectorul 9 al liniei de abur a centralei de cazane.
Supapa electro-hidraulică de pe linia de abur asigură reglarea automată a alimentării cu abur în funcție de temperatura laptelui. Când temperatura laptelui care părăsește secțiunea de pasteurizare scade, supapa de bypass 5 direcționează automat laptele către rezervorul de supratensiune pentru re-pasteurizare.
Instalația are un panou de comandă (Fig. 6), dotat cu tablouri de bord cu echipamente și instrumente amplasate pe acestea. Instrumentele și cheile de control sunt plasate pe scutul panoului de control. Puntea electronică 2 este concepută pentru a înregistra temperatura de pasteurizare a laptelui, a controla supapa de bypass a laptelui, a alarmelor luminoase și sonore ale unității. Regulatorul electronic 7 controlează supapa de alimentare cu abur. Logometrul 5 controlează temperatura de răcire a laptelui. Valoarea de referință 10 este utilizată pentru a seta temperatura de pasteurizare. Comutatorul 11 comută sistemul de control în modul automat sau în control manual. Cu control manual (de la distanță), supapa de control este acționată de o cheie. Comutatorul basculant 6 controlează funcționarea supapei de bypass, comutatorul 12 controlează funcționarea motorului, comutatorul basculant 8 controlează alarma sonoră. Lămpile 3 semnalează includerea telecomenzii, motoarelor și scăderea temperaturii de pasteurizare. Telecomanda este conectată la rețea printr-un comutator de pachete 9.
Înainte de a începe instalarea, verificați distanța pachetului de plăci ale aparatului și aduceți compresia lor la zero de-a lungul dispozitivului de presiune. Acestea controlează conexiunile, sensul de rotație al tamburului separator și al rotoarelor pompei. Soluția de sodă este turnată în rezervorul de supratensiune și pompele sunt pornite. Porniți aburul. După 15 minute, spălarea este oprită și apă rece este furnizată sistemului pentru a înlocui soluția de sifon. Clătiți sistemul în regim de circulație cu apă fierbinte timp de 30 de minute, numărând din momentul în care apa curată părăsește aparatul la o temperatură de 85°C.
Înainte de sterilizare, comutatorul telecomenzii este setat în pozițiile corespunzătoare „Steril”. și „Automat”. La sfârșitul sterilizării, apa este deplasată din aparat cu lapte și se continuă pasteurizarea, punând toate dispozitivele din panoul de control în modul automat. Lampa albă de pe panoul de control al unității care indică returul laptelui trebuie să se stingă.
După comutarea dispozitivelor în modul de control automat, porniți mai întâi alimentarea cu lapte din rezervorul de lapte sau rezervorul către rezervorul de supratensiune, apoi pompa pentru a furniza lapte pasteurizatorului. Până în acest moment, tamburul separator trebuie să fi atins viteza de funcționare, altfel se poate revărsa. În același timp, porniți pompa de apă caldă. Cu această comandă de pornire, laptele din rezervorul de supratensiune înlocuiește apa din aparat după sterilizare. Se scurge în canalizare până când apare laptele, apoi furtunul este atașat la rezervorul de lapte.
La începutul instalării, laptele nu are timp să se încălzească până la temperatura de pasteurizare și revine în rezervorul de supratensiune. Când temperatura crește la valoarea setată, alimentarea cu apă rece este pornită. După activarea supapei de bypass, laptele este trimis la suport, iar dispozitivul comută să funcționeze conform schemei tehnologice specificate în modul automat. Continuitatea instalației este limitată de volumul spațiului de murdărie al tamburului separator și este de 2,5 ... 3 ore, în funcție de contaminarea laptelui cu impurități mecanice.
Când mașina se oprește, alimentarea cu lapte a rezervorului de supratensiune este oprită și imediat după golire, alimentarea cu apă este pornită pentru a înlocui reziduurile de lapte. Când apare apă, furtunul este direcționat către canalizare, alimentarea cu abur este oprită, pompele de podea caldă și rece și pompa de lapte sunt oprite, iar purificatorul de lapte al instalației este oprit.
Instalația de pasteurizare și răcire este utilizată pentru pasteurizarea și răcirea produselor lactate fermentate. Cu alte cuvinte, această instalație este necesară pentru toate întreprinderile care lucrează cu această categorie de mărfuri. În plus, această unitate este echipată cu un sistem automat de control și reglare a temperaturii, ceea ce face utilizarea sa și mai convenabilă.
Descrierea instalării
Până în prezent, există instalații tubulare și plăci. În continuare, va fi descris dispozitivul celui de-al doilea tip de astfel de dispozitive. Deci, o unitate de pasteurizare și răcire a plăcilor constă din elemente de bază precum:
- schimbător de căldură cu plăci;
- un sistem conceput pentru prepararea apei calde (include o pompa, un injector si un rezervor de tip convectie).
Scopul principal al acestui sistem este că încălzește produsele la temperatura de fermentație. Există, de asemenea, o pompă pentru produsele în sine. Desigur, deoarece există un sistem automat de monitorizare și reglare a parametrilor, există și un panou de control pentru acest sistem. Este important de menționat că unitatea de pasteurizare-răcire este destul de compactă și realizată într-un stil modular. Singurul lucru este suportul, care este un element structural separat. In ceea ce priveste instalare, acesta poate fi montat in orice locatie disponibila. Rezultatul este un sistem convenabil care are tot ce aveți nevoie pentru funcționarea automată, care în același timp ocupă puțin spațiu.
Scopul instalării
Unitatea de pasteurizare-răcire este proiectată pentru a efectua astfel de acțiuni precum:
- Încălzirea produsului lactat la o temperatură de 55-60 de grade Celsius (temperatura de separare).
- Incalzire la o temperatura de 75-80 de grade (omogenizare lapte).
- Încălzirea până la temperatura de pasteurizare a produsului lactat - 90-95 de grade.
- Echipamentul ține, de asemenea, produsul la temperatura de pasteurizare timp de 300 de secunde.
- Ultima operațiune este răcirea produsului la temperatura de fermentație, adică până la 20-50 de grade.
Scopul elementelor
Unitatea de pasteurizare și răcire a laptelui în plăci este, de asemenea, capabilă să manipuleze produse lichide, cum ar fi berea, sucul, vinul, băuturile, alcalii și altele. Un schimbător de căldură cu plăci este responsabil pentru încălzirea și răcirea acestor produse. Toate operațiunile sunt efectuate cu un flux închis. De asemenea, trebuie remarcat faptul că, datorită eficienței termice ridicate a unor astfel de schimbătoare de căldură, acestea au o dimensiune compactă. În ceea ce privește eficiența, pentru toate instalațiile realizate pe baza acestui model, aceasta este de peste 90%. Toate părțile unității de pasteurizare-răcire care intră în contact cu alimentele în timpul funcționării sunt fabricate din oțel omologat pentru utilizare în industria alimentară.
Lichidul de răcire din astfel de sisteme este fie apă, fie saramură. Purtătorul de căldură poate fi, de asemenea, apă sau abur. Dispozitivul are care constă din plăci, un pat și o placă de presiune. Toate aceste părți sunt legate împreună cu știfturi de fixare.
Caracteristicile tehnice ale instalatiei
Instalația de pasteurizare și răcire a laptelui are un anumit număr de parametri tehnici, care variază în funcție de model. În continuare, vor fi descriși parametrii produsului PBK-1.
Primul și cel mai important parametru este, desigur, performanța. Pentru acest echipament, este în intervalul de la 1000 la 10.000 l/h. Următorul parametru este temperatura atât a lichidului de răcire, cât și a lichidului de răcire din sistem. Diferența dintre produsele de ieșire și acești purtători este de la 2 la 4 grade Celsius la un factor de 1/3. Toate modelele diferă și prin dimensiuni, dar nu prea mult, iar parametrul în sine nu este foarte important. Materialul folosit pentru realizarea plăcii este oțel de calitate 12X18H10T. Grosimea plăcilor este de 0,6 mm. Temperatura maximă pentru PBK-1 este de 150 de grade.
Principiul de funcționare al instalației de pasteurizare-răcire
Într-un sistem automat tip placă, fluxul de lucru este următorul.
În fabrică, există un colector de lapte, care este conectat la rezervorul de supratensiune al dispozitivului. De la colector la acest modul, produsele vin fie prin intermediul unei pompe, fie prin gravitație. Aici este important să vă asigurați că nivelul laptelui nu scade sub 300 ml, altfel aerul va începe să se scurgă în pompa de lapte. Pompa pompează apoi produsul în prima secțiune a schimbătorului de căldură. Aici se incalzeste produsul lactat, intrucat are loc un schimb de caldura cu laptele fierbinte urmand din sectia de pasteurizare, prin suport. Aici temperatura obiectului crește la aproximativ 47-50 de grade Celsius, după care laptele este pompat prin purificator în a doua secțiune. Aici produsul este reîncălzit. Schimbul de căldură are loc cu același lapte pasteurizat care a suferit schimburi de căldură de tip preliminar în secțiunea numărul 1. După finalizarea acestei proceduri, laptele intră în secțiunea de pasteurizare, care este considerată a treia. Aici, purtătorul de căldură este deja apă obișnuită. Schimbul de căldură durează până când produsul lactat este încălzit la 76 de grade Celsius.
În plus, așa cum s-a descris mai sus, laptele pasteurizat revine prin secțiunile 1 și 2, unde degajă căldură, răcindu-se astfel la 20-25 de grade. După aceea, produsele sunt pompate în răcitor, unde temperatura scade la 5-8 grade. Laptele complet răcit este apoi alimentat în rezervoarele de stocare. Aceasta completează munca instalației de pasteurizare și răcire a laptelui.
Instalare tip tub
Descrierea de mai sus se referea la un dispozitiv tip placă, dar există și al doilea - unul tubular. Astfel de dispozitive constau dintr-un aparat tubular, două pompe centrifuge, o supapă de reținere, unități de îndepărtare a condensului, precum și un panou de control proiectat pentru controlul dispozitivelor automate de control și monitorizare.
Descrierea elementelor unității
Unitatea tubulară de pasteurizare și răcire include în componența sa Este alcătuită din doi cilindri, superior și inferior, care sunt interconectați prin intermediul unui sistem de conducte. Plăcile tubulare sunt sudate în capetele acestor cilindri, fiecare dintre acestea conținând 24 de țevi cu un diametru de 30 mm. Gratarele sunt din otel inoxidabil si au canale scurte. Aceste canale conectează toate cele 24 de țevi. Rezultatul este o bobină continuă cu o lungime totală de aproximativ 30 m. Cilindrii, la rândul lor, sunt închise cu capace, care sunt echipate cu garnituri de cauciuc. Acest lucru se face nu numai pentru a crea o structură complet etanșă, ci și pentru a separa canalele scurte unul de celălalt.
În funcționarea dispozitivului, există abur, care, la admitere, intră în spațiul dintre cilindri. Dupa ce a functionat, se scoate din aparat sub forma de condens folosind sifone de tip termodinamic.
Esența unității
Laptele de încălzit se deplasează pe rând prin cilindrul superior și apoi prin cilindrul inferior. Se deplasează de-a lungul spațiului intratubal. Unitatea are și o supapă care reglează alimentarea cu abur. Se află imediat la intrarea acestei substanțe. La iesirea din aparat se afla o alta supapa, dar de tip retur. Funcționează în modul automat, iar scopul său principal este returnarea laptelui subpasteurizat pentru o a doua operație. Pentru a îndeplini această funcție, mecanismul este conectat la un senzor de temperatură printr-un dispozitiv, cum ar fi un regulator de temperatură, care este, de asemenea, amplasat la ieșirea de lapte. Deoarece dispozitivul are presiune a aburului și a laptelui, unitatea are și mai multe manometre.
Este de remarcat faptul că procesarea începe de la cilindrul inferior, unde există abur, care încălzește laptele la o temperatură de 50-60 de grade. Laptele intră în partea inferioară sub influența primei pompe centrifuge. Pentru pomparea la cea superioară se folosește o a doua pompă. În partea superioară, pasteurizarea substanței se efectuează la o temperatură de 80-90 de grade Celsius.
Principalele avantaje ale instalării
Acest echipament a devenit larg răspândit, deoarece se remarcă printr-o serie de avantaje semnificative care sunt importante pentru această industrie. În primul rând, dispozitivul respectă pe deplin condițiile termice atât în timpul pasteurizării, cât și al răcirii. În același timp, performanța specificată este menținută. În al doilea rând, designul de tip modular minimizează dimensiunea dispozitivului, ceea ce îl face compact și, prin urmare, convenabil pentru plasare și utilizare.
Siguranța produselor perisabile și a produselor lactate a fost întotdeauna și rămâne relevantă în orice moment. Echipamentul prezentat pentru lapte îndeplinește cele mai moderne cerințe pentru colectarea, depozitarea și prelucrarea ulterioară a acestuia.
Toate componentele unităților sunt realizate din materiale alimentare de înaltă calitate și de înaltă rezistență, care îndeplinesc condițiile standardelor sanitare, precum și parametrii tehnici aplicabili acestui echipament. Corpul plantei de lapte, indiferent de formă și volum, este realizat din materiale termoizolante pentru a reduce consumul de energie și a reduce pierderile de căldură către mediu.
Toate echipamentele pentru lapte au sistem de control cu dispozitive de dozare și control al proceselor de producție.
De asemenea, este obligatoriu să existe instalații de spălare și amestecare pentru a menține o masă omogenă a produsului lactat, distribuirea uniformă a oricăror componente auxiliare, biciuire etc.
Atunci când alegeți, puteți specifica, de asemenea, echipamente suplimentare pentru comoditatea întreținerii unității de lapte, puteți calcula consumul necesar și determina dimensiunea recipientelor necesare.
Instalatii de pasteurizare si racire a laptelui
Pe lângă funcția de conservare și prelucrare sub formă de pasteurizare, are și proprietăți de regenerare și răcire.
Doar resursele naturale sunt folosite ca agent frigorific și purtător de căldură în echipament - apă obișnuită purificată prin filtre dure, care este încălzită, sau invers, răcită la temperatura necesară și trecută prin țevi de plăci printr-un rezervor cu lapte.
Instalația în sine constă dintr-un rezervor care primește lapte și apă cu ajutorul unei pompe, pompele de alimentare și de ieșire în sine, o unitate de circulație a apei lamelară, module de temperatură pentru încălzirea și răcirea apei pentru nevoile de producție, un panou de control automat al producției, lichid senzori de control al volumului și sisteme de avertizare în cazul scăderii sau creșterii nivelului minim admisibil, precum și a abaterilor de la procesele tehnice specificate.
Echipamentul necesită suficient spațiu total pentru amplasare. La lansarea unei instalații de pasteurizare și a unei instalații de pasteurizare și răcire a laptelui, este necesar să existe conducte de evacuare a aburului, precum și alimentare cu apă rece filtrată mecanic, alimentare cu energie de cel puțin 230V cu posibilitate de împământare, scurgere în pardoseală și sisteme de drenaj, si canalizare.
Instalatie de pasteurizare si instalatie de pasteurizare si racire a laptelui conceput pentru tratarea termică a produselor lactate fără a-și pierde principalele proprietăți.
Folosind metode blânde de procesare, proteinele, zahărul și moleculele de grăsime rămân neschimbate în lapte. Principiul funcționării lor este că laptele curge secvenţial dintr-un rezervor în altul, amestecându-se treptat cu laptele deja încălzit și, în final, întregul său volum este încălzit la temperatura necesară regenerării și menținut pentru timpul necesar (lapte - 30 de secunde, fermentat). amestecuri de lapte - 300 sec.) la temperatura de pasteurizare.
După tratamentul termic, produsul este răcit și poate fi umplut și ambalat.
Toți parametrii procesului de producție sunt înregistrați și controlați automat de senzori speciali. Dacă există abateri de la modurile specificate, produsul lactat este trimis pentru pasteurizare secundară. În același timp, sistemul de avertizare este declanșat, supapa de retur se deschide și procesul de regenerare începe din nou.
Instalatii pentru producerea laptelui praf
Este oarecum diferit de echipamentul folosit pentru uscarea altor produse alimentare. În industria lactatelor, un indicator al calității laptelui praf este solubilitatea acestuia, adică atunci când interacționează cu un lichid, produsul trebuie să se descompună rapid în molecule și să se amestece cu acesta. Și exact asta devine datorită procesului tehnologic în faze al drenajului său.
La instalarea și punerea în funcțiune a unității de producere a laptelui praf, camera în care urmează să fie instalată unitatea trebuie să respecte standardele sanitare și de construcție. Este obligatoriu sa aiba canalizare, alimentare cu apa, curent electric de la 220V, hota de ventilatie, peretii si podelele trebuie sa fie gresie sau plastic.
Tehnologia de producere a laptelui praf constă în mai multe etape: furnizarea laptelui, filtrarea, măsurarea și determinarea conținutului de grăsime, pasteurizarea și răcirea. După aceea intră în camera de sublimare, unde mai întâi se îngroașă, apoi se aduce la o consistență omogenă și după aceea se usucă.
Pasteurizarea în fabricarea laptelui praf este necesară pentru a distruge diferite tipuri de microbi, a dizolva celulele somatice în ea pentru a obține un lichid omogen. În plus, laptele, înainte de a deveni praf, trece prin mai multe grade de purificare. Cu cât filtrele sunt mai multe și mai bune, cu atât mai bine.
Ca materie primă, puteți folosi laptele cu cel mai scăzut conținut de grăsime, cu un conținut ridicat de celule somatice. Nu este un secret pentru nimeni că vacile noastre se îmbolnăvesc adesea de mastită și materia organică intră în lapte. După o serie de filtrare și procesare, această problemă este rezolvabilă.
Ce altceva este instalarea benefică a producției de lapte praf?
Pe lângă produsele lactate, acest echipament poate produce ou praf, face brânzeturi, baze de supă etc.
Pe piața de bunuri și servicii, produsele lactate au o cerere deosebită. Iar întrebările legate de adecvarea lor pentru consum, termenul de valabilitate și calitatea acestora sunt întotdeauna de interes pentru consumator.
Laptele liofilizat este utilizat pe scară largă în producția de produse cosmetice, în gătit, din el se obțin diverse alimente pentru copii prin amestecarea și adăugarea anumitor umpluturi, hrana animalelor, este restaurat, conservat și chiar și unele produse lactate fermentate sunt realizate pe baza lui. .
În anumite condiții de păstrare, are o durată de valabilitate extinsă, păstrează toate proprietățile benefice ale laptelui de vacă adevărat, lucru extrem de important, de exemplu, pentru regiunile din nordul îndepărtat.
Exemple de instalații moderne de lapte sunt demonstrate la expoziția anuală Agroprodmash!
companie PROIECT-P a dezvoltat (APCS) o instalație de pasteurizare și răcire cu plăci pentru produse lactate bazată pe echipamentele OWEN și Weintek.
Calitatea produselor lactate produse la fabricile de lactate este determinată în mare măsură de calitatea pasteurizării produsului. La rândul său, calitatea pasteurizării depinde atât de calculul termic exact și de asamblarea unității de pasteurizare, cât și de sistemul de control automat al procesului de pasteurizare. În industria alimentară există multe instalații de pasteurizare diferite: tubulare, lamelare, ultrasonice etc. Cea mai comună este instalarea pe un schimbător de căldură cu plăci, o astfel de instalație este ușor de gestionat și are performanțe energetice bune. Eficienta energetica a instalatiilor de pasteurizare cu placi este asigurata de sectiile de regenerare, unde produsul care intra in instalatie este preincalzit prin racirea produsului deja pasteurizat.
În cele mai multe cazuri, instalațiile de pasteurizare cu plăci au o secțiune de încălzire/răcire a produsului la ieșirea din instalație, unde produsul este fie încălzit, fie răcit, în funcție de proces. Prin urmare, în cazul general, se vorbește de unități de pasteurizare-răcire a plăcilor (denumite în continuare PPOU).
Există multe varietăți de PPOU, a căror clasificare a diferențelor poate fi împărțită în următoarele grupuri:
1. Echipamente racordate la instalația de pasteurizare (dezaerator, separator, omogenizator).
2. Prezența unui titular (60sec, 300sec).
3. Numărul de secțiuni de regenerare.
4. Prezența unei secțiuni de încălzire sau a unei secțiuni de răcire la ieșirea unității.
Figura „Schema tehnologică” (vezi mai jos) prezintă o diagramă care combină toate tipurile de PPOU.
Majoritatea producătorilor de echipamente alimentare (în special, producătorii de POU) sunt ghidați de un producător străin de electronice și software atunci când proiectează sisteme automate de control al proceselor (de exemplu: Siemens, OMRON, Mitsubishi Electric etc.), ceea ce, la rândul său, duce la un costul ridicat al PPO. Utilizarea echipamentelor OWEN face posibilă reducerea semnificativă a costului PPOU (aproximativ câteva sute de mii de ruble). APCS PPOU construit pe echipamentele OWEN și Weintek nu este practic inferior în ceea ce privește funcționalitatea și calitatea controlului și reglajului automat al APCS construit pe electronicele unor lideri mondiali precum Siemens și OMRON. Elementul principal al APCS PPOU este un panou de control bazat pe un controler logic programabil, la care sunt conectate actuatoare și senzori.
Echipamentul principal al panoului de control al APCS PPOU:
— 1 controler logic programabil ARIES PLC160;
— 1 modul de intrare discretă ARIES MV110-224.16DN;
— 1 modul de intrare discretă ARIES MV110-224.32DN;
— 1 modul universal de intrare analogică ARIES MB110-224.8A;
— 1 modul de ieșire discretă OWEN MU110-224.32R;
— 1 convertor de frecvență ARIES PChV;
- 2 surse de alimentare ARIES BP60-D4;
— 1 panou operator Weintek MT8070iE;
— electropneumoconvertoare și distribuitoare pneumatice SMS;
— accesorii electrice (întrerupătoare, demaroare electromagnetice, relee electromagnetice) ABB.
Descrierea procesului tehnologic:
Tehnologic, pasteurizarea produselor lactate constă din 5 procese: proces de sterilizare, proces de pasteurizare, proces de spălare alcalină, proces de spălare acidă, proces de clătire.
PROCESUL DE STERILIZARE
Procesul de sterilizare este procesul de dezinfecție termică a unei instalații. Se execută înainte de procesul de pasteurizare a produsului.
La pornirea procesului de sterilizare, sunt pornite pompele circuitelor de apă caldă ale secțiilor de pasteurizare și încălzire, precum și pompa de produs. Se deschide supapa de alimentare cu apă a rezervorului de recepție. Când nivelul superior al apei din rezervorul de recepție este atins, supapa de apă este oprită. Supapele de abur ale secțiilor de pasteurizare și încălzire se deschid. In functie de temperatura apei la iesirea din sectia de pasteurizare si din sectia de incalzire, se regleaza gradul de deschidere al supapelor de reglare a aburului. Consecvent, în regim semi-automat, sunt conectate următoarele: dezaerator, separator, omogenizator. De îndată ce temperatura apei din unitate atinge punctul de referință al temperaturii de sterilizare, începe timpul de sterilizare. La sfârșitul numărătorii inverse a timpului de sterilizare, alimentarea cu abur este întreruptă și se aude o alarmă sonoră. În modul semi-automat sunt oprite: dezaerator, separator, omogenizator, unitatea se oprește (pompele sunt oprite, supapele revin la starea inițială), procesul de sterilizare s-a încheiat.
În timpul sterilizării, unitatea comută periodic între circuitele de retur și de circulație.
Circuit de retur: rezervor de primire - supapă de retur - rezervor de primire. Circuit de circulație: rezervor de recepție - supapă de retur - supapă de reținere - supapă de circulație - rezervor de primire.
PROCES DE PASTEURIZARE
Procesul de pasteurizare constă din 4 subprocese: încălzirea instalației la temperatura de pasteurizare, împingerea apei, îmbuteliere, împingerea produsului.
Încălzirea unității:
La începerea procesului de pasteurizare sunt pornite pompele circuitelor de apă caldă ale secțiilor de pasteurizare și încălzire, precum și pompa de produs. Se deschide supapa de retur. În funcție de procesul tehnologic, un susținător este conectat. Se deschide supapa de alimentare cu apă a rezervorului de recepție. Când nivelul superior al apei din rezervorul de recepție este atins, supapa de apă este oprită. Supapele de abur ale secțiilor de pasteurizare și încălzire se deschid. In functie de temperatura apei la iesirea din sectia de pasteurizare si din sectia de incalzire, se regleaza gradul de deschidere al supapelor de reglare a aburului. Consecvent, în regim semi-automat, sunt conectate următoarele: dezaerator, separator, omogenizator. De îndată ce temperatura apei atinge punctul de referință al temperaturii de pasteurizare, se aude un semnal sonor care informează operatorul că unitatea este fierbinte și poate fi citit subprocesul de împingere a apei. Încălzirea apei (produsului) are loc în timpul întregului proces de pasteurizare.
Impingerea apei:
Subprocesul de împingere a apei constă în faptul că produsul împinge apa din centrală în canalizare. Când apa este împinsă afară, supapa de circulație se deschide. Supapa de umplere comută pe golire. Apa este drenată în canalizare. În funcție de procesul tehnologic, produsul este fie încălzit, fie răcit la ieșirea din instalație. În timpul răcirii, supapa de abur a secțiunii de încălzire este închisă, supapa de evacuare a apei încălzite este deschisă, supapele de ieșire și de intrare a apei cu gheață sunt deschise secvenţial la intervale de câteva secunde, respectiv. Nivelul produsului în rezervorul de recepție este menținut automat pe toată durata pasteurizării produsului. Din rezervorul de recepție, produsul este alimentat de o pompă de produs către secțiunea de regenerare 1, unde produsul este preîncălzit la o temperatură de 40-60C. În continuare, produsul intră în dezaerator, după procesul de dezaerare, produsul intră în separator, unde este curățat și intră în secțiunea de regenerare 2 și este încălzit la o temperatură de 50-70C. Din secțiunea de regenerare 2, produsul intră în omogenizator, după omogenizare produsul intră în secțiunea de regenerare 3, iar apoi în secțiunea de pasteurizare, unde este în final încălzit la temperatura de pasteurizare dorită. Ieșind din secțiunea de pasteurizare, trecând prin supapa de retur automată de comutare și menținând (60-300 sec), produsul trece la secțiunile de regenerare 3, 2, respectiv 1. În plus, în funcție de tehnologia de producție, fie încălzirea, fie răcirea produsului are loc în secțiunea de încălzire/răcire.
Produsul este încălzit și răcit prin schimb de căldură în cinci secțiuni: în secțiunile de regenerare 1, 2 și 3, schimbul de căldură are loc între produsul rece inițial și produsul pasteurizat cald. În secțiunile de pasteurizare și încălzire/răcire are loc schimbul de căldură între produs și apă. La sfârșitul numărătoarei inverse a timpului de evacuare a apei, supapa de îmbuteliere trece la îmbuteliere - subprocesul de îmbuteliere a produsului începe automat.
Îmbuteliere:
În timpul subprocesului de îmbuteliere a produsului, linia de îmbuteliere este controlată de senzorul de presiune a produsului de la ieșirea din fabrică. Când presiunea produsului la ieșirea unității crește peste 2 kg/cm2, unitatea se oprește și se generează un accident în linia de îmbuteliere. Se monitorizează și temperatura de pasteurizare a produsului. Când temperatura de pasteurizare a produsului scade sub 2°C de la punctul de referință, unitatea comută automat la revenire - produsul subpasteurizat este re-pasteurizat. De îndată ce temperatura de pasteurizare a produsului atinge valoarea de referință a temperaturii de pasteurizare, unitatea comută automat. înapoi la îmbutelierea produsului. Când nivelul produsului din rezervorul de recepție scade sub nivelul minim setat, unitatea trece automat în circulație. Se aude un semnal sonor pentru a informa operatorul că produsul s-a epuizat. În acest caz, operatorul are două opțiuni: prima este să conecteze un alt rezervor cu produsul la instalație și să repornească umplerea, a doua este să înceapă procesul de ejectare a produsului.
Evacuarea produsului:
Subprocesul de evacuare a produsului constă în deplasarea apei din fabrică, precum și din linia de îmbuteliere. La începerea ejectării produsului, supapa de circulație se deschide, supapa de umplere este în poziția de umplere. De îndată ce rezervorul de recepție este gol, supapa de apă în rezervorul de recepție se deschide și pornește temporizatorul de evacuare a produsului. La sfârșitul numărătoarei inverse a timpului de evacuare a produsului, unitatea trece în circulație, alimentarea cu abur este oprită și se aude o alarmă sonoră. În regim semi-automat, dezaeratorul, separatorul, omogenizatorul sunt oprite, instalația se oprește, procesul de pasteurizare s-a încheiat.
PROCESE DE SPĂLARE ALCALINE ȘI ACIDE
Procesele de spălare alcalină și acidă sunt demarate după procesul de pasteurizare. Necesar pentru îndepărtarea completă a reziduurilor de lactate din instalație.
Când începe procesul de spălare cu alcali (acid), pompele circuitelor de apă caldă ale secțiilor de pasteurizare și încălzire, precum și pompa de produs, sunt pornite. Se deschide supapa de alimentare cu apă a rezervorului de recepție. Când nivelul superior al apei din rezervorul de recepție este atins, supapa de apă este oprită. Supapa de alimentare cu alcalii (acid) se deschide și pornește temporizatorul de dozare. În timpul perioadei de dozare, pompa de dozare alcaline (acide) este pornită și oprită periodic. Acest lucru este necesar pentru distribuirea uniformă a soluțiilor de curățare în întreaga instalație. La sfârșitul dozării soluțiilor de detergent se deschid supapele secțiilor de abur de pasteurizare și încălzire. In functie de temperatura apei la iesirea din sectia de pasteurizare si din sectia de incalzire, se regleaza gradul de deschidere al supapelor de reglare a aburului. Consecvent, în regim semi-automat, sunt conectate următoarele: dezaerator, separator, omogenizator. Supapa de spălare a rezervorului de primire se deschide. De îndată ce temperatura apei din sistem atinge punctul de referință al temperaturii de spălare alcalină (acid), începe timpul de spălare. La sfârșitul numărătoarei inverse a timpului de spălare, alimentarea cu abur este întreruptă și se aude o alarmă sonoră. În modul semi-automat sunt oprite: dezaerator, separator, omogenizator, unitatea se oprește, procesul de spălare s-a încheiat.
În timpul spălării, unitatea comută periodic între circuitul de retur și cel de circulație.
PROCESUL DE CLAIRE
Procesul de clătire urmează procesul de spălare și este necesar pentru îndepărtarea completă a soluțiilor de curățare din instalația de pasteurizare. La pornirea procesului de clătire, sunt pornite pompele circuitelor de apă caldă ale secțiilor de pasteurizare și încălzire, precum și pompa de produs. Temporizatorul procesului de clătire începe. Vanele de retur și de circulație se deschid. Supapa de umplere comută pe golire. După golirea rezervorului de recepție se deschide supapa de alimentare cu apă a rezervorului de recepție. În timpul procesului de clătire, nivelul apei din rezervorul de recepție este menținut automat. La clătirea la cald se deschid supapele de abur ale secțiilor de pasteurizare și încălzire și, în funcție de temperatura apei la ieșirea din secțiile de pasteurizare și încălzire, se reglează gradul de deschidere al supapelor de control al aburului. Consecvent, în regim semi-automat, sunt conectate următoarele: dezaerator, separator, omogenizator. La sfârșitul timpului de clătire pentru clătirea caldă, alimentarea cu abur este întreruptă și se aude o alarmă sonoră. În modul semi-automat sunt oprite: dezaerator, separator, omogenizator, unitatea se oprește, procesul de clătire s-a încheiat.
În timpul clătirii, unitatea comută periodic la evacuare, circulație și retur.
Informații suplimentare despre APCS PPOU:
Controlul presiunii aerului.
Automatizarea instalației de pasteurizare controlează presiunea aerului la intrarea în panoul de comandă cu ajutorul presostatului sistemului de preparare a aerului. Când presiunea aerului scade sub valoarea admisă (4-5kg/cm2), este generată o alarmă și unitatea se oprește.
Controlul sursei de alimentare.
Sistemul automat de control al procesului monitorizează o rețea trifazată de curent alternativ printr-un semnal de la un releu de control al tensiunii și fazei. În absența unui semnal, instalația se oprește, se generează o întrerupere a sursei de alimentare.
Controlul supraîncălzirii.
PPOU implementează controlul supraîncălzirii în secțiunile de pasteurizare și încălzire. Dacă temperatura vehiculului de căldură depășește valoarea de referință maximă a temperaturii vehiculului de căldură, alimentarea cu abur către secțiunea corespunzătoare este oprită până când temperatura vehiculului de căldură scade sub valoarea de referință maximă a vehiculului de căldură. În secțiunea corespunzătoare este generată o avertizare de supraîncălzire.
Controlul transferului de căldură.
În timpul pasteurizării produsului, diferența de temperatură dintre purtătorul de căldură și produs în secțiunile de pasteurizare și încălzire/răcire este controlată. Dacă modulul diferenței de temperatură a produsului și temperatura mediului de încălzire devine mai mare decât setarea maximă a diferenței de temperatură a transferului de căldură, se generează o avertizare de schimb de căldură scăzut în secțiunea corespunzătoare. Încălcarea transferului de căldură este asociată cu fierberea produsului pe pereții plăcilor schimbătorului de căldură.
Controlul scurgerilor de apă în sistem.
În timpul funcționării instalației pe apă în circuit închis (sterilizare, pasteurizare - încălzire a instalației, spălare cu alcali, spălare cu acid), se monitorizează nivelul apei din rezervorul de recepție. Când nivelul apei scade sub senzorul de nivel scăzut, unitatea se oprește și o alarmă de scurgere de apă este inițiată în sistem.
Poziția liniei de soluție de spălare.
Linia de alimentare cu soluție de spălare are două poziții: poziția „pasteurizare” (sterilizare, pasteurizare, clătire) și poziția „spălare” (spălare cu alcali, spălare cu acid). La pornirea fiecărui proces, se verifică poziția liniei de soluție de curățare, dacă linia de poziție nu corespunde procesului pornit, procesul nu va începe și va fi generat un mesaj de alarmă.
Controlul funcționării echipamentelor.
Funcționarea dezaeratorului, separatorului, omogenizatorului, pompelor și supapelor pneumatice este controlată prin feedback. Dacă feedback-ul de la echipament dispare în timpul funcționării POU, atunci este inițiat un accident al echipamentului corespunzător și PPO se oprește.
Realizarea circuitelor de pasteurizare si incalzire/racire.
Circuitele de apă caldă ale secțiilor de pasteurizare și încălzire/răcire sunt alimentate automat cu apă de la robinet atunci când presiunea apei din circuite scade. Dacă presiunea din circuitul de apă caldă nu atinge valoarea de referință (2kg/cm2) într-un anumit timp, atunci se generează o urgență pentru circuitul corespunzător.
Control manual.
Controlul actuatoarelor PPOU se realizează atât în mod automat, cât și manual, folosind panoul MT8070iE, iar comutarea între modurile automat și manual este posibilă și în timpul funcționării unității.
Conexiune dezaerator, separator, omogenizator.
În funcție de tehnologia de prelucrare a produsului, este posibilă conectarea oricărei combinații a următoarelor echipamente: dezaerator, separator, omogenizator. Unitatea este pornită fără dezaerator, separator, omogenizator, apoi acest echipament este conectat în serie la unitate. Dezaeratorul, separatorul și omogenizatorul au propriile panouri de comandă, de la care semnalele despre funcționarea echipamentului sunt trimise către panoul de comandă PPOU. Pe baza semnalelor de feedback, supapele de alimentare cu produs (admisie, ieșire, bypass) sunt comutate la echipamentul corespunzător.
Controlul temperaturii produsului.
Temperatura de pasteurizare și temperatura de ieșire a produsului sunt controlate prin controlul alimentării cu abur sau apă cu gheață către secțiunea de pasteurizare și încălzire/răcire. Controlerul programabil PLC160 sondează continuu senzorii de temperatură a produsului; informațiile despre temperatură sunt transmise controlerelor PID, care furnizează semnale de control (4-20mA, 0-10V) supapelor de control al aburului.
Controlul pompei produsului.
Performanța pompei produsului este controlată prin schimbarea vitezei motorului pompei produsului printr-un convertor de frecvență. Informațiile de la debitmetrul produsului sunt procesate de controlerul PLC PID, care emite un semnal de control către convertizorul de frecvență (4-20mA, 0-10V).
Indicație luminoasă și sonoră.
Un turn de semnal în trei culori este utilizat pentru indicarea luminii și a sunetului în APCS TPOU. Când procesul rulează, indicatorul verde este aprins. Un indicator portocaliu se aprinde atunci când apar avertismente. În caz de accidente, indicatorul roșu se aprinde. La sfârșitul proceselor, precum și în cazul avertizărilor și alarmelor, se aude o alarmă sonoră.
Vizualizarea.
Vizualizarea informațiilor, precum și controlul instalării se realizează prin intermediul panoului operator Weintek MT8070iE. Panoul setează setările de temperatură și timp pentru procese, timpul de dozare pentru soluțiile de curățare, timpul pentru o doză și pauză, performanța pompei produsului, setările pentru controlerele PID, temporizatoarele și multe altele. De asemenea, panoul MT8070iE afișează diagrama fluxului PFOU, jurnalul de evenimente, graficele presiunii și temperaturii procesului, avertismente și alarme și mesaje informative despre funcționarea PFOU.
Înregistrarea parametrilor tehnologici.
Înregistrarea parametrilor tehnologici se realizează de către panoul operator Weintek MT8070iE pe o unitate flash USB în fișiere *.cvs (Microsoft Excel). Un jurnal de evenimente (variabile de proces discrete) și grafice de presiune și temperatură (variabile de proces analogice) sunt scrise pe unitatea flash USB.
Conectare la sistemul SCADA.
APCS PPOU implementează posibilitatea de control de la distanță a procesului tehnologic prin sistemul SCADA MasterSCADA. Conectarea unui computer de la distanță la PLC160 se realizează prin interfața de comunicare Ethernet, protocolul de comunicare Modbus-TCP.
Costul sistemului de control al procesului pentru instalația de pasteurizare și răcire.
