Пастеризационно-охладительная установка ОПФ-1

В торговую сеть и предприятия общественного  питания пастеризованное молоко доставляют специальным автотранспортом  с изотермическими или закрытыми  кузовами.

 

 

 

5. Расчётная часть

Секция рекуперации  теплоты. Температура сырого молока в конце секции рекуперации теплоты (при входе в секцию пастеризации), , :

                                                                                            (5.1)

 

где - начальная температура молока, ( = 12...20 С);

       - температура пастеризации, , ( = 75...78 °С);

       - коэффициент рекуперации теплоты ( = 0,80...0,89).

Температура пастеризованного молока после секции рекуперации теплоты (при входе в секцию охлаждения водой), , :

                                                                                                     (5.2)

 

Температура молока после  секции водяного охлаждения, , :

                                                                                                               (5.3)

 

где - начальная температура холодной воды, °С (= 8 ).

Средний температурный  напор в секции рекуперации при  характерной для нее постоянной разности температур, , :

                                                                                                   (5.4)

 

Тогда симплекс , характеризующий условия подобия температурных режимов:

                                                                                                  (5.5)

 

Секция пастеризации. Температура горячей воды при выходе из секции пастеризации молока из условий баланса теплоты, , :

                                                                          (5.6)

 

где - начальная температура горячей воды, ( =79 С);

  - теплоемкость горячей воды, Дж/(кг), (= 4112 Дж/(кг °С));

  - средняя удельная теплоемкость молока, Дж/(кг С) (=3880 Дж/(кг ));

  - кратность циркуляции горячей воды, (= 4Д).

Средний температурный  напор, , :

                                                                                (5.7)

 

где - соответственно большая и меньшая разность температур между теплоносителями на концах секции, .

Большая разность температур между теплоносителями на концах секции, , :

                                                                                         (5.8)

 

Меньшая разность температур между теплоносителями на концах секции, , :

                                                                                  (5.9)

 

Тогда , характеризующий условия подобия пастеризации:

                                                                                    (5.10)

 

Секция охлаждения водой. Температура холодной воды, выходящей из водяной секции, , :

                                                                           (5.11)                               

 

где - теплоемкость холодной воды, Дж/(кг) (=4186Дж/(кг));

       - рекомендуемая кратность циркуляции холодной воды (=2).

Средний температурный напор, , :

                                                                    (5.12)

                                                    

где , - соответственно большая и меньшая разность температур между молоком и охлаждающей водой, .

Большая разность температур между теплоносителями на концах секции, , :

                                                                              (5.13)

 

Меньшая разность температур между теплоносителями на концах секции, , :

                                                                               (5.14)    

 

Тогда симплекс , характеризующий условия подобия охлаждения:

                                                                                         (5.15)

 

Секция охлаждения ледяной  водой. Температура ледяной воды на выходе из установки, , :

                                                                  (5.16)

                                

где - теплоемкость ледяной воды, Дж/(кг ) (= 4212 Дж/(кг ));

     - кратность циркуляции ледяной воды, (= 3).

Средний температурный напор для  секции охлаждения ледяной водой, , :

                                                                      (5.17)

 

где и                                                            (5.18)

Тогда симплекс :

                                                                                     (5.19)

 

Принимаем коэффициенты теплопередачи К, Вт/(м² К):

секция рекуперации 2840 Вт/(м² К);

секция пастеризации = 2900 Вт/(м² К);

секция водяного охлаждения = 2520 Вт/(м² К);

секция охлаждения ледяной водой =2100 Вт/(м² К).

Площади поверхностей теплопередач в секциях  рекуперации , м², пастеризации , м², водяного охлаждения , , и охлаждения ледяной водой , м², рассчитываются исходя из соотношения:

                                                                 (5.20)

 

Принимая меньшее из отношений  правой части последней формулы  за единицу и допуская небольшое  округление, находим распределение  допустимых гидравлических сопротивлений, которое равно распределению  площадей рабочих поверхностей

                                        (5.21)

Так как общее допустимое гидравлическое сопротивление Ар = 510⁵ Па, а через секцию рекуперации молоко проходит дважды, можно записать:

                         (5.22)

где - гидравлическое сопротивление в трубопроводах, соединяющих секции аппарата, и в присоединительных угловых штуцерах (ввиду небольшой длины трубопровода в расчете можно принять =5000 Па).

Поскольку соотношение  сопротивлений известно, в соответствии с ним нужно распределить сопротивления по секциям и найти численные значения , , , .

 

 

 

 

Отсюда:

; ; ;

Определение максимально  допустимых скоростей продукта в  межпластинных каналах по секциям 

Средняя температура стенки, :

в секции рекуперации

                                                             (5.23)

 

в секции пастеризации

                                                                     (5.24)

 

в секции водяного охлаждения

                                                               (5.25)

 

в секции охлаждения ледяной  водой

                                                                (5.26)

 

 

 

 

6. Сведения о монтаже, эксплуатации и ремонте оборудования

При эксплуатации теплообменных аппаратов следует руководствоваться Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Необходимо постоянно следить за температурой и давлением входящего теплоносителя и температурой выходящего продукта. В вакуум-аппаратах наблюдают за разрежением. Необходимо систематически контролировать состояние конденсатоотводчиков, предохранительных клапанов и воздушных кранов. Воздушный кран для отвода из парового пространства аппарата воздуха и других неконденсирующихся газов следует держать приоткрытым, чтобы температура отводящей трубы была не выше 50 . Категорически запрещается повышать давление и температуру в аппаратах и трубопроводах сверх допустимых пределов.

Необходимо  следить за плотностью фланцевых  соединений и исправностью ограждений у движущихся деталей. Смазывание движущихся деталей и набивка сальников  на ходу не разрешаются.

Периодически, не реже 1 раза в год, проводят наружный осмотр аппаратов, одновременно контролируют правильность их эксплуатации. Внутренний осмотр проводят не реже 1 раза в 3 года. При этом проверяют состояние внутренних поверхностей аппарата, сварных и заклепочных швов. Если внутренний осмотр невозможен, то проводят гидравлическое испытание с предварительным внутренним осмотром не реже 1 раза в 6 лет. Если аппарат не использовали более года или его ремонтировали с нанесением заплат или сменой листов, то перед пуском обязательно проводят гидравлическое испытание.

При эксплуатации аппаратов необходимо систематически очищать поверхности теплообмена. Способ очистки зависит от вида и степени загрязнения, а также от конструкции аппарата. Существуют следующие способы очистки теплообменных поверхностей:

механический — для очистки  мягких осадков применяют шомпола, волосяные щетки и щетки из латунной проволоки, металлические ерши, резиновые шарики или пробки, проталкиваемые струей воды или сжатым воздухом. Твердую накипь удаляют порошками, жесткими проволочными щетками и механическими долотами;

химический  — аппараты заполняют химическими  реактивами с последующей промывкой, органические загрязнения удаляют  с помощью 5-го раствора каустической соды или раствора хлорной извести. Осадки, отлагающиеся в результате исходной жесткости воды, удаляют 3...5%-м  раствором соляной кислоты; маслянистую, глинистую или илистую слизь — 3...5%-м раствором едкого натра, иногда с добавкой керосина;

гидравлический  — применяют для удаления неприлипающих  отложений, например песка, с помощью  струи воды или потоком воды с  повышенной циркуляционной скоростью;

термический — применяют для  удаления очень твердой накипи путем  прогрева трубок паром с последующим  опрыскиванием холодной водой; вследствие резкого изменения температуры накипь отделяется и смывается. При очистке аппаратов жесткой конструкции пользоваться этим способом следует осторожно, так как из-за резких изменений температуры может нарушиться плотность вальцовки трубок.

В процессе эксплуатации пластинчатых пастеризационно-охладительных установок и охладителей чаще всего изнашиваются резиновые уплотнительные прокладки. Износ их обусловлен механическим воздействием при разборке, очистке и сборке аппарата, влиянием резкого перепада температур в секциях пастеризации и охлаждения рассолом (ледяной водой), а также химической активностью рассола. Отрицательное воздействие на прокладки оказывают моющие растворы (каустическая сода и азотная кислота), а также неправильная эксплуатация теплообменного аппарата. Износ прокладок можно обнаружить по протеканию жидкости между пластинами после максимального их поджатия.

Пластинчатый  теплообменный аппарат разбирают  в следующем порядке. После очистки охлаждения аппарата от него отсоединяют все трубопроводы, за исключением труб, соединенных со станиной, ослабляют зажимные устройства попеременно на верхней и нижней штангах, снимают с них накладки, отодвигают нажимную плиту в сторону распорной стойки и раздвигают пластины. Затем, осматривая, выбирают пластины с изношенными прокладками и снимают их с аппарата. Снятые пластины очищают, после чего из желобков шабером или ножом удаляют старые прокладки. Затем желобок пластины обезжиривают, протирая его тампоном, смоченным бензином.

Новые уплотнительные прокладки приклеивают  специальным клеем. Перед его  нанесением поверхность прокладок  обезжиривают бензином, растворителем или ацетоном и сушат 10...15 мин. Затем на подготовленные поверхности пластины и прокладок наносят первый равномерный слой клея. После его сушки в течение 10 мин наносят второй слой. По окончании сушки второго слоя в течение 1...3 мин прокладки укладывают в желобки пластин и прикатывают роликом. Наклеенные пластины выдерживают 24 ч при температуре 15...20 и относительной влажности воздуха не более 75 %.

Пластины с прокладками помещают в аппарат по порядку номеров согласно схеме их компоновки. После этого аппарат собирают и проверяют герметичность пластин, подавая жидкость под давлением 0,35 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Вопросы охраны труда и техники безопасности

Правила по охране труда  в молочной промышленности

Требования к производственному  оборудованию, его размещению и организации  рабочих мест.

Требования безопасности к производственному оборудованию, используемого при переработке  молока, его размещению и рациональной организации рабочих мест должны учитываться на всех стадиях разработки конструкторских и технологических  документов, утверждаемых в установленном  порядке.

Машины, механизмы и другое производственное оборудование, транспортные средства, технологические процессы, материалы и химические вещества, средства индивидуальной и коллективной защиты работников, в том числе  иностранного производства, должны соответствовать  требованиям охраны труда, установленным  в Российской Федерации, и иметь сертификаты соответствия.

Оборудование должно соответствовать  требованиям охраны труда на протяжении всего срока эксплуатации и использоваться в соответствии с требованиями технической  документации, утвержденной в установленном  порядке.