Оборудование для производства сгущенных молочных продуктов

Учащийся должен знать устройство и принцип действия вакуум-выпарных установок циркуляционного и пленоч­ного типа.

Уметь обслуживать установки и определять расход пара.

Практическое занятие 28

Проведение расчета количества выпаренной влаги при сгущении, расхода греющего пара, удельного расхода пара, расхода воды на конденсаторе.

Цель. Научиться определять количество выпаренной вла­ги, расход пара и воды для конденсации вторичного пара.

Практические занятия 29, 30

Разбор производственных ситуаций, возникающих при обслуживании оборудования для производства сгущенных молочных продуктов и влияющих на ход технологического процесса и выход готовой продукции.

Цель. Изучить устройство, принцип работы и обслужива­ние вакуум-аппаратов, а также неисправности и их устране­ние при обслуживании.

Литература: Л-1, с. 247...285.

Методические указания

Изучая оборудование для производства сгущенного моло­ка, необходимо учесть, что по конструкции наиболее слож­ными аппаратами являются вакуум-выпарные установки. В связи с этим нужно особое внимание обратить на изучение их конструкции и принципа действия. В молочной промыш­ленности широкое применение нашли вакуум-выпарные уста­новки с термокомпрессией вторичного пара периодического и непрерывного действия. Наиболее важными сборочными еди­ницами вакуум-выпарных установок являются:

парообразователь (калоризатор) — для кипения продук­та и выпаривания влаги;

пароотделитель (сепаратор) — для отделения вторичного (сокового) пара от продукта;

конденсатор — для конденсации вторичного пара и созда­ния разряжения в системе;

конденсатоотводчик — для отвода конденсата; вакуум-насос — для откачивания продукта, воздуха и конденсата из вакуум-аппаратов;

пароустройный вакуум-насос (эжектор) — для удаления воздуха и несконденсировавшихся газов из системы;

термокомпрессор (инжектор) — для повышения темпера­туры и давления вторичного пара и использования его как греющего.

Учащийся должен хорошо разобраться в назначении, устройстве и принципе действия перечисленных сборочных единиц'иакуум-выпарных установок.

В последние годы наиболее широкое распространение для предварительного сгущения перед сушкой получили ваку­ум-выпарные установки пленочного типа, поэтому учащийся должен хорошо усвоить их работу и обслуживание.

Эти установки имеют следующие достоинства: сокра­щается продолжительность пребывания продукта в установке до 3—4 мин; лучше контролируется термическая обработка продукта; повышается коэффициент теплопередачи; исклю­чается ценообразование; конденсат вторичного пара остается чистым и может быть использован для питания паровых кот­лов; повышается качество готового продукта.

Необходимо изучить методику основных расчетов вакуум- выпарных установок, закрепляя ее решением задач.

Количество испаренной влаги W (кг/ч) определяют по формуле

W=M(1- ).

где М - масса продукта, поступающего на вакуум-аппа­рат, кг/ч;

с₁- содержание сухих веществ в исходном продукте, %;

с₂ - содержание сухих веществ в сгущенном продукте,%.

Расход греющего пара D_гр (кг/ч) определяется по формуле

D_гр=(W*r-M_c(t₀-t к))/(i _гр - с_к t_конд)η,

где r - теплота парообразования при кипении в вакуум-аппарате;

М - масса продукта, поступающего в аппарат, кг/ч;

с – теплоемкоемкость продукта, Дж/(кг*К);

t₀ - температура поступающего продукта, °С;

t_к - температура кипения продукта в аппарате, °С;

i_rp - энтальпия греющего пара, Дж/кг;

с_к - теплоемкость конденсата, Дж/(кг*К);

t _конд - температура конденсата, °С;

η - коэффициент, учитывающий потери тепла (η=0,97- 0,98).

Расход острого пара D₀ и его удельный расход d_уд опре­деляют по формуле

D₀=D_rp/l + U;d_yд =D_о/W,

где U - коэффициент инжекции, который определяется по графику (Л-12, с. 85) в зависимости от давления пара.

Расход воды G_B (кг/с) на поверхностный конденсатор определяют по формуле

G_B =D _вт (i_вт - t₂*c_K)/(t₂-t₁)*c_в,

где D_вт - количество вторичного пара, поступающего на конденсатор, кг/с;

i_вт - энтальпия вторичного пара, Дж/кг;

с_к - теплоемкость конденсата, Дж/(кг*К);

t_1, t₂ - начальная и конечная температура воды, посту­пающей на конденсатор, °С;

t_к - температура конденсата, °С;

с_в - удельная теплоемкость воды, Дж/(кг *К).

Расход воды G _в (кг/с) на конденсатор смешения опреде­ляют по формуле

Gв =D_вт(i_вт - )/( -t₁),

где - конечная температура смеси воды и конденсата, °С.

Температура вторичного пара в конденсаторе на 1,5—2° ниже, чем температура пара в пароотделителе.

Если температура пара в конденсаторе t_K, то температура воды, уходящей из конденсатора, принимается: для противоточных конденсаторов смешения

t₂'=t_K-(1-3),

прямоточных конденсаторов смешения

t₂'=t_к-(5-6),

поверхностных конденсаторов

t₂'=t_к-(10-15)

Вопросы для самоконтроля: 1. Каковы основные элемен­ты вакуум-выпарных установок и в чем их назначение? 2. Как работает пароструйный компрессор? 3. В чем состоит отли­чие эжектора от инжектора? 4. Где применяются пленочные вакуум-выпарные установки? 5- Для чего в вакуум-аппара­тах применяются дроссельные шайбы? 6. Как определить расход греющего пара?