RU138358U1

RU138358U1 - HIGH TEMPERATURE PERSPECTOR OF BRODSKY

Info

Publication number: RU138358U1
Application number: RU2013149201/13U
Authority: RU
Inventors: Лазарь Ефимович Бродский
Original assignee: Лазарь Ефимович Бродский
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2014-03-10

Abstract

1. Высокотемпературный пастеризатор, содержащий теплоизолированный вертикально-цилиндрический резервуар с винтовыми опорами, молочным краном, термодатчиком, расширительным баком, мотор-редуктором, мешалкой, верхней крышкой, а также герметичной теплообменной водяной полостью со стяжками в днище, ТЭНами, верхним сливным водяным патрубком и противоположным нижним напорным патрубком, расположенным под молочным краном и подключенным через шаровый кран к водопроводу, отличающийся тем, что в цилиндр резервуара встроена щелевая водяная рубашка (ЩВР), образующая кольцевые щели, с нижним входным патрубком и верхним выходным патрубком, причем верхний сливной водяной патрубок полости соединен с нижним входным патрубком ЩВР, а верхний выходной патрубок ЩВР - с расширительным баком.2. Высокотемпературный пастеризатор по п.1, отличающийся тем, что в него введен циркуляционный электронасос, вход которого связан со сливным патрубком расширительного бака, а выход - с нижним напорным патрубком теплообменной водяной полости.1. A high-temperature pasteurizer containing a thermally insulated vertically cylindrical tank with screw supports, a milk crane, a temperature sensor, an expansion tank, a gear motor, a stirrer, a top cover, and a sealed heat-exchange water cavity with screeds in the bottom, heating elements, upper drain water pipe and opposite lower pressure pipe located under the milk valve and connected through a ball valve to the water supply, characterized in that a slotted water pipe is built into the cylinder of the tank a cabinet (SCHVR), which forms annular slots, with a lower inlet pipe and an upper outlet pipe, the upper drain water pipe of the cavity being connected to the lower inlet pipe of the SCHVR, and the upper outlet pipe of SCHVR with an expansion tank. 2. The high-temperature pasteurizer according to claim 1, characterized in that a circulating electric pump is introduced into it, the inlet of which is connected to the drain pipe of the expansion tank, and the outlet is connected to the lower pressure pipe of the heat-exchange water cavity.

Description

Область применения.Application area.

Полезная модель, высокотемпературный пастеризатор Бродского, далее ВПБ, предназначена для подогрева (пастеризации) до 95°C и длительного выдерживания молока, в том числе повышенной жирности (до 10% МДЖ), при производстве топленного (томленного) молока, ряженки, йогуртов, варенца, кефира и может быть использована на предприятиях пищевой промышленности и на молочно-товарных фермах с суточным объемом производства от 200 л до 2500 л.The utility model, Brodsky’s high-temperature pasteurizer, hereinafter referred to as VPB, is intended for heating (pasteurization) to 95 ° C and long-term storage of milk, including high fat content (up to 10% MJ), in the production of baked (stewed) milk, fermented baked milk, yogurt, jam , kefir and can be used at the enterprises of the food industry and at dairy farms with a daily production volume from 200 liters to 2500 liters.

Уровень техники.The level of technology.

В настоящее время для пастеризации молока, сливок, кисломолочных продуктов, при получении творога, сырного зерна, сметаны, кефира, простокваши применяются ванны длительной пастеризации ВДП с электронагревом по патенту № RU 118173 [1], № RU 2007146 [2], либо ВДП с паровым нагревом и барботером ВДП-П, ВДП-Б [3], а также пластинчатые пастеризаторы в потоке [4, 5].Currently, for the pasteurization of milk, cream, dairy products, upon receipt of cottage cheese, cheese, sour cream, kefir, yogurt, baths are used for long-term pasteurization of VDP with electric heating according to patent No. RU 118173 [1], No. RU 2007146 [2], or VDP with steam heating and bubbler VDP-P, VDP-B [3], as well as plate pasteurizers in the stream [4, 5].

При выработке упомянутых продуктов достаточно нагрева до 76°C, при котором уничтожается вся БАК-обсемененность. Однако, при производстве топленного молока, ряженки, йогуртов, варенца, некоторых других молочных продуктов требуется высокотемпературный нагрев 95°C с выдержкой до 3 часов для образования меланоидных соединений при длительном взаимодействии молочного сахара с аминокислотами белков, коагуляцией жиров и другими химико-биологическими процессами [6, 7].When developing the mentioned products, heating to 76 ° C is sufficient, at which all LHC seeding is destroyed. However, the production of baked milk, fermented baked milk, yoghurts, jam, some other dairy products requires high-temperature heating of 95 ° C with an exposure of up to 3 hours for the formation of melanoid compounds with prolonged interaction of milk sugar with amino acids of proteins, coagulation of fats and other chemical and biological processes [ 6, 7].

Нагрев, выдержка и термостатирование продуктов с поддержанием температуры в ВДП [1, 2, 3] осуществляется паром или встроенными ТЭНами, которые расположены в картере [1], либо в пространстве между наружной и внутренней ваннами - водяной «рубашке» [2, 3]. Охлаждение производится проточной водой - холодной или ледяной.Heating, aging and thermostating of products while maintaining the temperature in the VDP [1, 2, 3] is carried out by steam or built-in heating elements, which are located in the crankcase [1], or in the space between the outer and inner baths - a water “jacket” [2, 3] . Cooling is done with running water - cold or ice.

Пластинчатые пастеризаторы в потоке [4, 5] обеспечивают за счет рекуперации тепла нагрев и охлаждение в течение 15…30 с, что неприемлемо для длительного топления (томления) молока.Lamellar pasteurizers in a stream [4, 5] provide heating and cooling for 15 ... 30 s due to heat recovery, which is unacceptable for prolonged heating (languishing) of milk.

ВДП [1] с ТЭНами, встроенными в герметичный картер, прогревает молоко сквозь днище при работающей мешалке до температуры 80°C, после чего вода в картере и расширительном баке вскипает и скорость нагрева уменьшается примерно в 2 раза в связи с ограниченной площадью теплообмена. Образующийся пар выходит через расширительный бак, тем самым снижается КПД и растут энергопотери. Поэтому техническим пределом таких ВДП будет температура 80°C.VDP [1] with heating elements integrated in a sealed casing heats the milk through the bottom with a working stirrer to a temperature of 80 ° C, after which the water in the crankcase and expansion tank boils and the heating rate decreases by about 2 times due to the limited heat exchange area. The resulting steam exits through the expansion tank, thereby reducing efficiency and increasing energy loss. Therefore, the technical limit of such a VDP will be 80 ° C.

ВДП [2, 3] с вертикально-цилиндрическим внутренним резервуаром для молока и квадратным наружным теплоизолированным корпусом с ТЭНами для воды имеет повышенную контактную площадь теплопередачи по днищу и боковой цилиндрической водяной «рубашке», однако его КПД уменьшается примерно вдвое из-за необходимости нагрева всего объема воды, под днищем и в углах квадратной рубашки. При полезном объеме резервуара 500 л рубашка имеет геометрический объем еще 500 л, т.е. греть приходится 1000 л, что вдвое больше полезного объема молока. Частичное заполнение резервуара до половины снижает прогреваемый полезный объем до 33%.VDP [2, 3] with a vertically cylindrical inner milk tank and a square outer heat-insulated casing with water heating elements has an increased contact area of heat transfer along the bottom and a side cylindrical water “jacket”, however its efficiency is reduced by about half due to the need to heat everything volume of water, under the bottom and in the corners of a square shirt. With a useful tank volume of 500 l, the shirt has a geometric volume of another 500 l, i.e. 1000 liters have to be heated, which is twice as much as the useful volume of milk. Partial filling of the tank by half reduces the heated usable volume by up to 33%.

Из известных устройств наиболее близкой по технической сущности (прототипом) является ВДП по патенту RU №118173. Она содержит термоизолированный вертикально-цилиндрический резервуар с винтовыми опорами, молочным краном, термодатчиком, расширительным баком, мотор-редуктором, мешалкой, верхней крышкой, а также герметичной теплообменной водяной полостью со стяжками в днище, ТЭНами, верхним сливным водяным патрубком, соединенным с расширительным баком и противоположным нижним напорным патрубком, расположенным под молочным краном и подключенным через шаровой кран к водопроводу. Она успешно пастеризует молоко до температуры 76…85°C без кипения воды в водяной полости (картере) в процессе нагрева при тепловом напоре ∂T до 20°C, однако при дальнейшем повышении температуры продукта в картере начинается кипение, что снижает КПД и надежность работы ТЭНов. Их необходимо «включать-отключать» по мере снижения теплового напора, что затягивает процесс нагрева.Of the known devices closest in technical essence (prototype) is the VDP according to patent RU No. 118173. It contains a thermally insulated vertically cylindrical tank with screw supports, a milk valve, a temperature sensor, an expansion tank, a gear motor, a stirrer, a top cover, as well as a sealed heat-exchange water cavity with screeds in the bottom, heating elements, an upper drain water pipe connected to an expansion tank and the opposite lower pressure pipe located under the milk valve and connected through a ball valve to the water supply. It successfully pasteurizes milk to a temperature of 76 ... 85 ° C without boiling water in the water cavity (crankcase) during heating at a thermal head ∂T of up to 20 ° C, however, with a further increase in the temperature of the product in the crankcase, boiling begins, which reduces the efficiency and reliability TENOV. They need to be "turned on / off" as the heat pressure decreases, which delays the heating process.

Это обусловлено ограниченной площадью S теплообмена и подтверждается следующими расчетами для ВДП1000, на 1000 л молока, имеющей мощность ТЭНов N=30 кВт, диаметр днища D=1250 мм, высоту резервуара H=1200 мм.This is due to the limited heat exchange area S and is confirmed by the following calculations for VDP1000 per 1000 l of milk having a heating element power N = 30 kW, bottom diameter D = 1250 mm, tank height H = 1200 mm.

Время t нагрева молока m=1000 кг теплоемкостью c=3,9 кДж/кг∗град, с температуры 20°C до 80°C (∂T=60°C) определяется из формулыThe time t of milk heating m = 1000 kg with a heat capacity c = 3.9 kJ / kg ∗ deg, from a temperature of 20 ° C to 80 ° C (∂T = 60 ° C) is determined from the formula

W=Nt=m∗c∗∂T, где W [кДж] - энергия разогрева, и составит:W = Nt = m ∗ c ∗ ∂T, where W [kJ] is the heating energy, and will be:

1=1000∗3,9∗60/30=7800 с1 = 1000 ∗ 3.9 ∗ 60/30 = 7800 s

Здесь необходимо добавить время на разогрев 120 л воды от 20°C до 100°C в картере с теплоемкостью c_в=4,2 кДж/кг∗град, которое по аналогичной формуле составит: t₁=120∗4,2∗74/30=1243 с.Here it is necessary to add time for heating 120 l of water from 20 ° C to 100 ° C in a crankcase with a heat capacity of c _in = 4.2 kJ / kg ∗ deg, which, according to a similar formula, will be: t ₁ = 120 ∗ 4.2 ∗ 74 / 30 = 1243 s.

Общее время нагрева без кипения картера составит 2,5 часа.The total heating time without boiling the crankcase will be 2.5 hours.

Теплопередача (поток мощности) от воды к молоку определяется тепловым напором T=100°-80°=20°C, контактной площадью теплообмена S=π∗D²/4=0,98 кв.м. толщиной днища h₁=1,5 мм, а также справочными коэффициентами теплопроводности нержавеющей стали k₁=15 Вт/м∗град, и воды или молока k₂=0,58 Вт/м∗град.Heat transfer (power flow) water from the milk is determined by thermal pressure T = 100 ° -80 ° = 20 ° C, the contact area of heat S = π * D ^2/4 = 0.98 sq.m. the thickness of the bottom h ₁ = 1.5 mm, as well as reference coefficients of thermal conductivity of stainless steel k ₁ = 15 W / m * deg, and water or milk k ₂ = 0.58 W / m * deg.

При тепловом напоре T=20 град нержавеющее днище способно передать мощностьWith a heat head of T = 20 degrees, the stainless steel bottom can transmit power

P₁=T∗k₁∗S/h₁=20∗15∗0,98/0,0015=196000 Вт =196 кВт, что на порядок больше мощности ТЭНов 30 кВт.P ₁ = T ∗ k ₁ ∗ S / h ₁ = 20 ∗ 15 ∗ 0.98 / 0.0015 = 196000 W = 196 kW, which is an order of magnitude greater than the power of the heating elements 30 kW.

Однако тонкая пленка воды (молока) общей толщины всего лишь h₂=0,6 мм из-за низкого коэффициента теплопроводности k₂=0,58 способна передать толькоHowever, a thin film of water (milk) with a total thickness of only h ₂ = 0.6 mm due to the low coefficient of thermal conductivity k ₂ = 0.58 can only transmit

P₂=T∗k₂∗S/h₂=20∗0,58∗0,98/0,0006=19 кВтP ₂ = T ∗ k ₂ ∗ S / h ₂ = 20 ∗ 0.58 ∗ 0.98 / 0.0006 = 19 kW

Эти пленки воды 0,3 мм и молока 0,3 мм, как показывают испытания, и являются основными сопротивлениями теплопередаче, не смотря на работающую мешалку и возможное подключение к картеру циркуляционного водяного насоса. Их толщина 300 мкм обусловлена микронеровностями, конечной шероховатостью днища с двух сторон, по-видимому, замедляющего мгновенные скорости конвекционных потоков молока или воды в днище до молекулярно-кинетического уровня тепловых колебаний скоростей микрочастиц, определяющих температуру.These films of water 0.3 mm and milk 0.3 mm, as shown by tests, are the main resistance to heat transfer, despite the working stirrer and the possible connection to the crankcase of the circulating water pump. Their thickness of 300 μm is due to microroughnesses, a finite roughness of the bottom on both sides, apparently slowing down the instantaneous velocities of convection flows of milk or water in the bottom to the molecular kinetic level of thermal fluctuations in the speeds of the microparticles that determine the temperature.

Таким образом, из практических испытаний следует, что в реальной конструкции площадь теплообмена S=0,98 кв.м. способна передать мощность 20 кВт при перепаде температур воды относительно молока 20°, т.е. в теплообменник расчетах следует пользоваться при оценках эффективного теплосъема экспериментальным коэффициентом автора, составляющим ориентировочно B=1 кВт/кВ.м.∗град. Этот коэффициент Бродского согласуется с экспериментальным коэффициентом известной фирмы - производителя молочных танков «SERUP» (Франция), которые закладывают в расчеты фреоновых щелевых испарителей мощность 6 кВт/кв.м. при перепаде температур кипения фреона и молока (температуры перегрева) порядка 6 град, независимо от толщины нержавеющего днища.Thus, from practical tests it follows that in a real design the heat transfer area S = 0.98 sq.m. able to transmit power of 20 kW at a temperature difference of water relative to milk of 20 °, i.e. calculations in the heat exchanger should be used in evaluating effective heat removal by the author’s experimental coefficient, which is approximately B = 1 kW / sq. m. * deg. This Brodsky coefficient is consistent with the experimental coefficient of the well-known manufacturer of dairy tanks “SERUP” (France), which put 6 kW / sq.m into the calculations of freon slit evaporators. with a difference in boiling points of freon and milk (overheating temperature) of the order of 6 degrees, regardless of the thickness of the stainless bottom.

Таким образом, основным недостатком прототипа является ограниченная площадь теплообмена, не позволяющая реализовать высокотемпературную пастеризацию, вследствие резкого экспоненциального снижения скорости нагрева в диапазоне температур 80°C…90°C, не говоря уже об энергетических потерях на кипение и необходимости автоматического отключения части ТЭНов во избежание кипения.Thus, the main disadvantage of the prototype is the limited heat exchange area, which does not allow for the implementation of high-temperature pasteurization, due to a sharp exponential decrease in the heating rate in the temperature range of 80 ° C ... 90 ° C, not to mention the energy loss on boiling and the need to automatically turn off part of the heating elements to avoid boiling.

Технический результат.The technical result.

Целью и техническим результатом предлагаемой полезной модели является значительное повышение поверхности теплообмена, увеличение КПД, снижение энергетических затрат, уменьшение перегрева воды, повышение предельной температуры пастеризации, а также скорости разогрева продукта на высокотемпературном участке и реализация, в конечном счете, возможностей производства пастеризованных высокотемпературных молочных продуктов: топленного молока, ряженки, варенца, йогуртов и др.The purpose and technical result of the proposed utility model is to significantly increase the heat transfer surface, increase efficiency, reduce energy costs, reduce water overheating, increase the maximum pasteurization temperature, as well as the rate of heating of the product in the high-temperature section and, ultimately, realize the production capabilities of pasteurized high-temperature dairy products : baked milk, fermented baked milk, varents, yogurt, etc.

Техническая сущность устройстваThe technical essence of the device

С этой целью в пастеризатор, содержащий теплоизолированный вертикально-цилиндрический резервуар с винтовыми опорами, термодатчиком, расширительным баком, мотор-редуктором, мешалкой, верхней крышкой, а также герметичной теплообменной водяной полостью со стяжками в днище, ТЭНами, верхним сливным водяным патрубком и противоположным нижним напорным патрубком, расположенным под молочным краном и подключенным через шаровый кран к водопроводу, СОГЛАСНО СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в цилиндр резервуара встроена щелевая водяная рубашка (ЩВР), образующая кольцевые щели, с нижним входным патрубком и верхним выходным патрубком, причем верхний сливной водяной патрубок полости соединен с нижним входным патрубком ЩВР, а верхний выходной патрубок ЩВР - с расширительным баком. В пастеризатор также может быть введен циркуляционный насос, вход которого связан со сливным патрубком расширительного бака, а выход - с нижним напорным патрубком теплообменной водяной полости.For this purpose, into a pasteurizer containing a thermally insulated vertically cylindrical tank with screw supports, a temperature sensor, an expansion tank, a gear motor, a stirrer, a top cover, and also a sealed heat-exchange water cavity with screeds in the bottom, heating elements, an upper drain water pipe and the opposite lower pressure pipe located under the milk tap and connected through the ball valve to the water supply, ACCORDING TO THE ESSENCE OF THE USEFUL MODEL, a slotted water jacket (SHVR) is integrated in the cylinder of the tank, azuyuschaya annular gap with the lower inlet and upper outlet nozzle, with the upper water drainage pipe connected to the lower cavity inlet SCHVR and the upper outlet SCHVR - with an expansion tank. A circulation pump can also be introduced into the pasteurizer, the inlet of which is connected to the drain pipe of the expansion tank, and the outlet is connected to the lower discharge pipe of the heat-exchange water cavity.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 показан сборочный чертеж ВПБ на 1000 лIn FIG. Figure 1 shows an assembly drawing of the VPB 1000 l

На фиг. 2 - развертка щелевой водяной рубашки ЩВР, состоящей из двух симметричных половин.In FIG. 2 - scan of the slotted water jacket SCHVR, consisting of two symmetrical halves.

ВПБ (фиг. 1) содержит теплоизолированный вертикально-цилиндрический резервуар 1, с винтовыми опорами 2, термодатчиком 3, расширительным баком 4, мотор-редуктором 5, мешалкой 6, верхней крышкой 7, а также герметичной теплообменной водяной полостью (картером) 8 со стяжками 9 в днище 10, ТЭНами 11, верхним сливным водяным патрубком 12 и противоположным нижним напорным патрубком 13, расположенным под молочным краном 14 и подключенным через шаровый кран 15 к водопроводу 16. В цилиндр резервуара 1 встроена щелевая водяная рубашка ЩВР 17, образующая кольцевые щели с нижним входным патрубком 18 и верхним выходным патрубком 19, причем верхний сливной водяной патрубок 12 полости картера 8 соединен с нижним входным патрубком 18 ЩВР 17, а верхний выходной патрубок 19 ЩВР 17 соединен с расширительным баком 4. ЩВР 17 для малых объемов молока до 250 л и диаметром днища до 800 мм имеет длину до 2500 мм и выполняется из единого листа стали AISI304 (10Х18Н9Т), а ЩВР больших объемов ВПБ 1000 для D=1250 - из двух половин размером 1963×1000 (фиг. 2); для ВПБ2500 с диаметром D=1500 мм, из двух листов 2355×1250 мм. ЩВР 16 получается методом контактной сварки на шовной машине МШ3302 из листов 1,5 мм (внутренний) и 1,0 мм (наружный) с шагом щелей 64 мм (фиг. 2). При подаче в ЩВР после прошивки и сварки резервуара давления водопровода 3ат щели ЩВР 17 «раздуваются» до 3 мм и образуют условные проходы, значительно превышающие проходы труб Ф30×1, из которых выполнены нижний входной патрубок 18 и верхний выходной патрубок 19 ЩВР. В ЩВР 17 сделаны развороты потока 20, что удлиняет путь воды и улучшает теплообмен. Конвекционный тепловой поток горячей воды из картера 8 при нагреве ТЭНами или охлаждении водопровода поднимается через патрубок 18, разворачивается вверх и далее через патрубок 19 выходит в расширительный бак. Максимальная площадь теплообмена также обеспечивается полной симметрией половин ЩВР 16 и равенством шага щелей. Циркуляционный электронасос 21 связывает сливной патрубок расширительного бака 4 с нижним напорным патрубком 13 теплообменной водяной полости 8 и при работе обеспечивает активную циркуляцию воды по картеру 8 и ЩВР 17.VPB (Fig. 1) contains a thermally insulated vertically cylindrical tank 1, with screw supports 2, a temperature sensor 3, an expansion tank 4, a gear motor 5, a stirrer 6, an upper cover 7, and also a sealed heat-exchange water cavity (crankcase) 8 with ties 9 in the bottom 10, by the heating elements 11, the upper drain water pipe 12 and the opposite lower pressure pipe 13, located under the milk valve 14 and connected through the ball valve 15 to the water supply 16. A slot water jacket ShchVR 17 is built into the cylinder of the tank 1, forming ring shields and with a lower inlet pipe 18 and an upper outlet pipe 19, and the upper drain water pipe 12 of the crankcase cavity 8 is connected to the lower inlet pipe 18 of the SCHVR 17, and the upper outlet pipe 19 of the SCHWR 17 is connected to the expansion tank 4. SCHWR 17 for small volumes of milk up to 250 liters and a bottom diameter of up to 800 mm has a length of up to 2500 mm and is made of a single sheet of AISI304 steel (10X18H9T), and SCBR of large volumes of VPB 1000 for D = 1250 - from two halves of size 1963 × 1000 (Fig. 2); for VPB2500 with a diameter of D = 1500 mm, from two sheets 2355 × 1250 mm. ShchVR 16 is obtained by the resistance welding method on the seam machine МШ3302 from sheets of 1.5 mm (inner) and 1.0 mm (outer) with a gap of 64 mm (Fig. 2). When the pressure is supplied to the ShchVR after flashing and welding the water tank 3at, the slits ShchVR 17 “inflate” to 3 mm and form conditional passages significantly exceeding the passages of the F30 × 1 pipes, of which the lower inlet pipe 18 and the upper outlet pipe 19 of the ShchVR are made. In SCHVR 17, the turns of the stream 20 are made, which lengthens the water path and improves heat transfer. Convection heat flow of hot water from the crankcase 8 when heated by heating elements or cooling the water pipe rises through the pipe 18, turns up and then through the pipe 19 goes into the expansion tank. The maximum heat transfer area is also ensured by the complete symmetry of the halves of the ShVVR 16 and the equality of the gap pitch. The circulation electric pump 21 connects the drain pipe of the expansion tank 4 with the lower pressure pipe 13 of the heat-exchange water cavity 8 and during operation provides active water circulation through the crankcase 8 and the ShVR 17.

Работает ВПБ следующим образом.VPB works as follows.

При высокотемпературной пастеризации картер 8 и расширительный бак 4 заполняются водой, на термодатчике 3 выставляют желаемую температуру томления выше 96°C - отключение, ниже 94°C - включение, тем самым обеспечивается нагрев молока. Эффективная площадь теплообмена составляет S+R=0,98+3,93=4,9 кв.м. и возрастает в 5 раз по сравнению в прототипом [1].During high-temperature pasteurization, the crankcase 8 and the expansion tank 4 are filled with water, the desired stew temperature is set at the temperature sensor 3 above 96 ° C - turn off, below 94 ° C - turn on, thereby heating the milk. The effective heat transfer area is S + R = 0.98 + 3.93 = 4.9 sq.m. and increases 5 times in comparison with the prototype [1].

Используя коэффициент Бродского B=1 кВт/кв.м.∗град можно легко посчитать нагрев T воды относительно молока при мощности ТЭНов N=30 кВт:Using the Brodsky coefficient B = 1 kW / sq.

T=N/B∗(S+R)=30/1∗4,9=6 градT = N / B ∗ (S + R) = 30/1 ∗ 4.9 = 6 deg

При достижении топленым молоком 94°C начнется кипение воды в картере 8 при температуре 100°C. Благодаря работе мешалки 6 температура молока продолжает расти до 96°C, после чего термодатчик 3 обесточивает ТЭНы 11, и такие колебания температуры 95±1°C в автоматическом режиме выдерживаются 3 часа, восполняя только наружные тепловые потери в атмосферу, которые минимизированы, благодаря надежной теплоизоляции резервуара 1 и двойной теплоизолированной крышке 7 на замках (на фиг. 1 не показаны). Циркуляционный электронасос 21 прокачивает воду через картер 8 и ЩВР 17, улучшая теплообмен на поверхности ТЭНов 11 и стабилизирует тепловой напор между водой и молоком за счет выравнивания температуры по всему контуру циркуляции. На ТЭНах 11 уменьшается парообразование при 100°C и тем самым дополнительно снижаются потери от кипения воды и повышается КПД.When the baked milk reaches 94 ° C, boiling of water in the crankcase 8 will begin at a temperature of 100 ° C. Thanks to the work of the mixer 6, the milk temperature continues to rise to 96 ° C, after which the temperature sensor 3 de-energizes the heating elements 11, and such temperature fluctuations of 95 ± 1 ° C are automatically maintained for 3 hours, compensating only for the external heat losses to the atmosphere, which are minimized due to reliable thermal insulation of the tank 1 and the double heat-insulated lid 7 on the locks (not shown in Fig. 1). The circulation electric pump 21 pumps water through the crankcase 8 and ShchVR 17, improving heat transfer on the surface of the heating elements 11 and stabilizes the heat pressure between water and milk by equalizing the temperature along the entire circulation circuit. On heating elements 11, vaporization at 100 ° C is reduced and thereby the losses from boiling water are further reduced and the efficiency is increased.

После выдержки (томления) отключают ТЭНы 11 и открывают шаровый кран 15 при работающей мешалке 6. Потоки холодной воды, проходя через картер 8, патрубки 13, 12, 18, ЩВР 17, развороты 20 и далее патрубки 19 в расширительный бак 4, максимально полно нагреваются и охлаждают продукт с максимальной скоростью и минимальными расходами по сравнению с аналогами [3, 4], т.к. равномерное обтекание симметричными потоками охлаждающей воды по кольцевым «змейкам» ЩВР 17 относительно горячего молока при длине потока до 5 м обеспечивает больший теплообмен, чем при длине конвекционных потоков не более 1,5 м у аналогов [3, 4]. Т.е. для охлаждения потребуется меньше воды и ее температура на выходе будет больше. Этому же способствует циркуляционный насос 21, который повышает циркуляционные потоки в 2…3 раза по сравнению с расходами через шаровый кран 15.After holding (languishing), the heating elements 11 are turned off and the ball valve 15 is opened while the mixer is working 6. The flows of cold water passing through the crankcase 8, pipes 13, 12, 18, SCHVR 17, turns 20 and then pipes 19 into the expansion tank 4, are fully they heat and cool the product at maximum speed and minimum costs compared to analogues [3, 4], because uniform flow of symmetrical flows of cooling water along the annular "snakes" of SCHWR 17 relative to hot milk with a flow length of up to 5 m provides greater heat transfer than with convection flows of no more than 1.5 m in analogs [3, 4]. Those. less water will be required for cooling and its outlet temperature will be higher. This is also facilitated by the circulation pump 21, which increases the circulation flows by 2 ... 3 times in comparison with the costs through the ball valve 15.

Таким образом, по сравнению с прототипом [1] ВПБ обеспечивает возможность повышения температуры пастеризации до 95°C, ускоряет процесс разогрева, дает максимальный КПД, а также экономию электроэнергии и воды. По сравнению с аналогами [2, 3] ВПБ дает экономию электроэнергии, т.к. нет необходимости в нагреве паразитных объемов воды в углах квадрата внешнего резервуара. Суммарный объем картера 8 и щелей ЩВР 17 с расширительным баком 4 составляет 130 л, в то время как паразитный объем воды у аналогов [2, 3] в 4 раза больше. Соответственно по сравнению с аналогами ускоряется процесс переработки, повышается КПД, снижается водопотребление и упрощается конструкция, а также уменьшается металлоемкость и трудоемкость изготовления.Thus, in comparison with the prototype [1] VPB provides the possibility of increasing the pasteurization temperature to 95 ° C, accelerates the heating process, gives maximum efficiency, as well as energy and water savings. Compared with its counterparts [2, 3], VPB provides energy savings, because there is no need to heat parasitic volumes of water in the corners of the square of the external tank. The total volume of the crankcase 8 and the slits of the ShVVR 17 with the expansion tank 4 is 130 l, while the parasitic water volume of the analogues [2, 3] is 4 times larger. Accordingly, in comparison with analogs, the processing process is accelerated, efficiency is increased, water consumption is reduced and design is simplified, and metal consumption and labor intensity of manufacturing are also reduced.

Источники информации.Information sources.

1. Ванна длительной пастеризации патент RU №118173. Автор Л.Е. Бродский1. Bath long pasteurization patent RU No. 118173. Author L.E. Brodsky

2. Ванна длительной пастеризации. Патент на полезную модель RU 20071390282. Bath long pasteurization. Utility Model Patent RU 2007139028

3. Ванна длительной пастеризации ВДП-П, ВДП-Б. Веб-сайт www.normit.ru/equipment/v80.php3. Long-term pasteurization bath VDP-P, VDP-B. Website www.normit.ru/equipment/v80.php

4. Устройство для пастеризации. Патент на полезную модель RU 20071464784. The device for pasteurization. Utility Model Patent RU 2007146478

5. Пастеризатор ПМР-02-ВТ. Веб-сайт www.pasterizator.ru/paster5.htm5. Pasteurizer PMR-02-VT. Website www.pasterizator.ru/paster5.htm

6. Википедия, Топленое молоко www.ru.wikipedia.org6. Wikipedia, Baked milk www.ru.wikipedia.org

7. ГОСТ 31455-2012. Ряженка. Технические условия.7. GOST 31455-2012. Ryazhenka. Technical conditions

Claims

1. A high-temperature pasteurizer containing a thermally insulated vertically cylindrical tank with screw supports, a milk crane, a temperature sensor, an expansion tank, a gear motor, a stirrer, a top cover, and a sealed heat-exchange water cavity with screeds in the bottom, heating elements, upper drain water pipe and opposite lower pressure pipe located under the milk valve and connected through a ball valve to the water supply, characterized in that a slotted water pipe is built into the cylinder of the tank a cabinet (SCHVR), which forms annular slots, with a lower inlet pipe and an upper outlet pipe, the upper drain water pipe of the cavity being connected to the lower inlet pipe of the SCHVR, and the upper outlet pipe of SCHVR with an expansion tank.

2. The high-temperature pasteurizer according to claim 1, characterized in that a circulating electric pump is introduced into it, the inlet of which is connected to the drain pipe of the expansion tank, and the outlet is connected to the lower pressure pipe of the heat-exchange water cavity.