Оборудование для баромембранной обработки молочных продуктов

Дано:

G = 5 т/ч = 5000 кг/ч

tH = 6 °С

продукт - молоко

tn =90 °С

ε =0, 85

обогрев секции паром

F-?, Z-?, Q-? р-?

Решение:

1)  Строим температурный график:

Температуру пара принимаем на 10-15 °С выше температуры пастеризации

2)Определим  температуру продукта на входе  в секцию пастеризации:

=6+(90-6)*0,85=77,4 °С

2.1)  Температура продукта после секции  пастеризации на выходе из  неё:

tk=tH+( tп- tр)=6+(90-77,4)=18,6 °С

3) Тепловая  мощность секции пастеризации:

Qп=mc(tп- tр)=1,389*4003(90-77,4)=70052,5 Вт

где кг/с

с - теплоемкость продукта, с= 4003 Дж/кг*К при t=80 °С

3.1)   Поверхность теплообмена определяется  из основного уравнения теплопередачи:

 м2

где - средний температурный напор, определяется по формулам:

°С

°С

где и - наибольшая и наименьшая разность температур

/ =27,6/15=2, тогда =( + )/2=(27,6+15)/2=21,3 °С

К- коэффициент теплопередачи, Вт/(м2*К); примем К = 1000 Вт/(м2-К).

3.2)   Количество пластин в секции пастеризации:

 Примем 16 пластин

где f = 0,198 м2 - поверхность пластин типа П-2

Гидравлическое сопротивление секции пастеризации:

,Па

где -коэффициент сопротивления единицы относительной длины канала;

 Ln -приведенная длина канала, для пластин П-2 Ln = 0,8м;

dэ -эквивалентный диаметр канала, для пластин П-2 d3 = 0,0059м;

р -плотность продукта, кг/м3; р = 1000  кг/м3;при t=80 °С;

w -скорость потока жидкости, принимается w = 0,42м / с для продукта;

х -число пакетов.

  где п - количество пластин в секции;

т - число каналов в пакете.

     Примем 4

= 0,0008 м2 -для пластин П-2;

V -объемная производительность, м3 /с;

 м3 /с

Для ленточно-поточных пластин с горизонтальными рифлями треугольной формы при l00<Re<3*104

= 11,2Re-0,25= 11,2*4272-0,25 =1,385

Критерий Рейнольдса:

где -динамическая вязкость продукта, Па-с,

 =5,8*10-4Па*с   при t=80 °С

Па

ОПУ-10 предназначена для пастеризации молока с последующим охлаждением в закрытом непрерывном потоке.

Устройство:

1 -пластинчатый  теплообменник, состоящий из 5 секций;

2-бак с  поплавковым регулятором уровня;

3- центробежный  насос 36МЦ10 - 20;

4-сепараторы-молокоочистители  ОМБ -3;

5-выдерживатель;

6-насос ЗК -9 для горячей воды   Q = 54000л/ч; Н = 27 м вод.ст.;

7-бойлер;

8-инжектор;

9-обвязка  труб с регулирующими клапанами  для рассольного охлаждения;

10-обвязка  труб с регулирующими клапанами  для подачи пара;

11-возвратный  клапан.

Принцип действия: сырое молоко t = 5 °С из бака для молока насосом подается в 1-ю секцию рекуперации, где оно нагревается до t = 43 °С и подается в сепаратор-молокоочиститель. Очищенное молоко от примесей поступает во 2-ю секцию рекуперации, где нагревается до t = 62 °С и направляется в секцию пастеризации, где оно нагревается горячей водой t = 80...82 °С до tп= 74...76°С. Из секции пастеризации молоко проходит выдерживатель 20 с и подается во 2-ю секцию рекуперации, отдавая часть тепла сырому молоку и охлаждается до t = 57 °С, затем проходит первую секцию рекуперации, где охлаждается до t = 18 °С . После этого молоко последовательно проходит секции водяного и рассольного охлаждения, где охлаждается до tK = 4 ± 2°С и направляется на розлив.

Если в процессе пастеризации молоко было нагрето до температуры ниже заданной, тогда срабатывает перепускной клапан и молоко возвращают в уравнительный бак на повторную пастеризацию.