Современные физические методы обработки сырья в производстве молочных продуктов

В производственных условиях простым считают односекционный одно- или многопакетный аппарат. Такие аппараты применяют для охлаждения и нагревания молока.

Комбинированные пластинчатые аппараты применяют для пастеризации, стерилизации и охлаждения молока. Это достигается сочетанием в  одном аппарате одинаковых по конструкции, но различных по назначению секций, что позволяет в пределах одного аппарата обеспечивать весь комплекс операций тепловой обработки молока.

Кроме того, однотипность пластин  и возможность различной компоновки секций пастеризатора позволяет  заводам-изготовителям легко создавать  пластинчатые аппараты, которые предназначены  не только для обычной пастеризации молока, но и для одновременного решения комплекса задач, например раздельной пастеризации сливок и обезжиренного  молока с нагреванием до разной температуры.

Важным достоинством пластинчатых аппаратов является возможность  достижения высокой производительности (25 м3/ч и более) в одном аппарате при сравнительно небольших габаритных размерах, а также простота увеличения площади теплообмена путем добавления пластин, что уменьшает затраты  на модернизацию оборудования.

Существенный недостаток пластинчатых аппаратов — наличие  в них большого числа резиновых  прокладок, большая часть которых  работают в зоне с высокими температурами. Они периодически выходят из строя  и требуют замены. Также к недостаткам  пластинчатых теплообменных аппаратов  относят их высокую массу.

Трубчатые аппараты  изготовляют на основе унифицированных теплообменных цилиндров. Основной частью в этих цилиндрах являются трубки, ввальцованные или вваренные в трубные решетки, которые вставлены в теплоизолированный цилиндр, закрытый кожухом. Тепло- или хладоноситель подают в межтрубное пространство, а продукт — в трубки.

Трубчатые аппараты, в свою очередь, делят на кожухотрубные (типа «труба в трубе»); трубчатые вертикальные; трубчатые горизонтальные; трубчато-змеевиковые и элементные (секционные). Кожухотрубные теплообменники получили в промышленности широкое распространение благодаря своей простоте в изготовлении и надежности в работе.

Трубчатые аппараты имеют  ряд преимуществ: небольшое число  уплотнительных резиновых уплотнений и, как следствие, их высокую надежность; возможность нагрева продукта в потоке до температуры более 100 °С. Недостатком теплообменников трубчатого типа является их относительно высокие габаритные размеры.

Необходимо развеять заблуждение  в вопросах турбулизации потоков в различных типах теплообменников: методы турбулизации потока, применяемые в современных трубчатых теплообменниках позволяют получить теплогидравлические характеристики, не уступающие пластинчатым, а по многим основным параметрам превосходят их. В настоящее время на предприятиях пищевого машиностроения ведутся работы по созданию эффективных поверхностей теплообмена трубчатых теплообменных аппаратов и их теоретическое обоснование. Специфика пищевых производств вносит корректировки и накладывает серьёзные ограничения на эти исследования. Новая концепция, подтверждённая расчётными данными, показывает возможность значительного увеличения коэффициента теплопередачи и, как следствие, уменьшения геометрических размеров в 1,5-2 раза по сравнению с предыдущими поколениями трубчатых теплообменников.

Отличительной особенностью современного теплообменного оборудования, предлагаемого на рынке, является применение воды в качестве промежуточного теплоносителя, как в подогревателях, так и  в пастеризаторах и установках для стерилизации и ультрапастеризации продуктов. На предприятиях малой мощности, а также фермерских хозяйствах в качестве первичного энергоносителя на установках малой производительности (обычно до 3 т/ч) все чаще используют электричество, а в установках большей производительности на крупных предприятиях применяют водяной пар, который подогревает через теплообменник циркулирующую в замкнутом контуре горячую/перегретую воду. В случае сбора и возврате конденсата в паровой котел данная схема является наиболее энергосберегающей. Интересно отметить, что на некоторых новостроящихся предприятиях, где в производственной программе не предусмотрены продукты с высокотемпературной обработкой, все чаще в качестве теплоносителя используют горячую (в некоторых случаях незначительно перегретую) воду. Это позволяет использовать в качестве источника энергии водогрейные котлы, что снимает часть «острых» вопросов во взаимоотношениях с инспектирующими органами.

Современные средства автоматизации, применяемые на конструируемых теплообменниках  позволяют достигать минимально возможной разницы температуры  до 2 °С между греющей и нагреваемой средами. Это открывает новые возможности по управлению влиянием процесса теплообмена на качество готовой продукции, а также резко снижает образование нагара и молочного камня. Данные решения позволяют гарантированно контролировать не только процесс производства, но и качество CIP-мойки, что также сказывается на качестве готовой продукции и позволяет выпускать продукцию с более высокими потребительскими качествами.

Заключение

В данной курсовой работе были рассмотрены современные физические методы обработки молочного сырья  и оборудования, которое используется для  этих методов.

Список литературы

1. Бредихин С.А., Космодемьянский Ю.В., Юрин В.Н. Технология и техника переработки молока. – М.: Колос, 2003. – 400 с.
2. Брык М.Т. Ультрафильтрация / М.Т. Брык, Е.А. Цанюк. – Киев: Науково думка, 1989. – 288 с.
3. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. – М.: Химия, 1986.– 271 с.
4. Золотин Ю.П. Стерилизованное молоко. – М.: Пищевая промышленность, 1979. – 157 с.
5. Крусь Г. Н., Храмцов А. Г., Волокитина Э. В., Карпычев С. В. Технология молока и молочных продуктов – М.: КолосС, 2006. – 455 с.
6. Твердохлеб Г.В., Диланян З.Х. Технология молока и молочных продуктов – М.: Агропромиздат, 1991. – 463 с.
7. http://brazilwaxing.org/syrodelie/2643-termizaciya-moloka.html