RU2709U1 - Устройство для пастеризации молока - Google Patents

Abstract

Устройство для пастеризации молока, содержащее корпус с подводящим и отводящим патрубками, дозатор потока молока, греющее тело, камеру охлаждения и рекуператор, отличающееся тем, что рекуператор выполнен в виде ротора в форме установленного вертикально конического стакана с отбортованным верхним краем, расширяющаяся часть которого расположена с зазором по отношению к нижней части кромки корпуса, образуя кольцевой диффузор для подачи молока в камеру охлаждения, а греющее тело и камера охлаждения выполнены в виде охватывающих ротор коаксиальных цилиндров.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАСТЕРИЗАЦИИ МОЛОКА

Полезная модель относится к области молочной и пищевой промышленности, а именно к устройствам для поточной тепловой обработки молока и других пищевых продуктов

В настоящее время для поточной тепловой обработки молока в закрытом потоке применяются устройства (пастеризаторы), содержащие дозатор потока молока, греющее тело, камеру охлаждения и теплообменник поверхностного типа - рекуператор. Известна конструкция пастеризатора, содержащая рекуператор, теплообменная поверхность которого выполнена из ряда штампованных металлических пластин, сгруппированных в несколько секций l , С обеих сторон каждой пластины имеются каналы, в которых противопотоком движутся теплообменивающиеся жидкости - молоко и теплоноситель. Герметичность в собранном пластинчатом рекуператоре обеспечивается резиновыми уплотнительными прокладками, наклеенными на пластины специальным пищевым клеем.

Недостаток конструкции - сложность конструкции, наличие многочисленных уплотнительных соединений. В результате периодических разборок рекуператора с целью его очистки и промывки происходит разрушение уплотнительных прокладок, что приводит к нарушению герметичности рекуператора. Часто на практике применяют безразборную промывку рекуператора с использованием горячих растворов кислот и щелочей, что отрицательно сказывается на состоянии окружающей среды и является технически сложной процедурой,

Известна конструкция пастеризатора, содержащая рекуператор, теплообменная поверхность которого выполнена в виде аксиальных цилиндров, а торцы установлены в кольцевые проточки прижимных плит, имеющих отверстия для последовательного соединения с

й4002307Лз

J А

ШК: А23с 3/033 п в омощью переходников кольцевых каналов для прохода молока, образоанных теплообменными поверхностями 2 . Конструкция этого пасеризатора значительно проще, удобна в эксплуатации и менее мате риалоемка, чем предыдущая. Недостаток указанной конструкции состоит в том, что молоко в процессе пастеризации приобретает вкус перепастеризации, а на теплообменных поверхностях рекуператора образуется слой пригара и молочного камня, так как вблизи греющей стенки в закрытом потоке существует пограничный слой и температура молока в нем превышает требуемую для пастеризации. Известна также конструкция устройства для пастеризации молока, содержащая корпус, подводящие и отводящие патрубки и теплообменные поверхности с нанесенными на них электронагревательными элементами, обладающими отрицательным температурным коэффициентом сопротивления (порядка 0,4/ на °С). При пропускании электрического тока нагревательные элементы разогреваются и нагревают теплообменные поверхности рекуператора и молоко в пограничном слое. По мере напева молока электрическое сопротивление и мощность нагревательных элементов уменьшается, обеспечивая равномерную температуру на теплообменной поверхности и препятствуя образованию пригара З . Недостатком этой конструкции является малая удельная тепловая мощность устройства, так как предотвращение пригара можно обеспечить только при небольшой разнице температур между греющей поверхностью и молоком - 2i- 2,5°С. Процесс пастеризации затягивается, что существенно снижает питательную ценность молока. :. -Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, состоит в организации такой гидродинамической обстановки, при которой возможно практически мгновенное равномерное нагревание потока молока до температуры пастеризации.

Известно, что наиболее эффективным процессом тепловой обработки молока, при котором сохраняются все его вкусовые и питательные свойства и отсутствует пригар, является процесс высокотемпературной пастеризации 4 , Указанный процесс заключается в быстром ( 2с) равномерном по всему объему нагревании молока до температуры порядка 85°С и быстром ( 2с} его охлаждении. Такой тепловой режим может быть реализован только в том случае, если поток молока, находящегося в зоне термообработки, представляет собой тонкую пленку. Характерная толщина нагрева пленки ( о ) определяется из соотношения 5 :

Scxjo.-tc см

Тс - характерное время прогрева Сс ,

а - коэффициент температуропроводности (для молока коэффициент а 1, ).

Для TC 2с характерная толщина пленки S составляет 0,6 мм.

Указанная выше цель, на решение которой направлена полезная модель, достигается тем, что в отличие от прототипа термообработке подвергается поток молока в виде тонкой пленки на открытой греющей поверхности, а не в закрытом потоке, как в прототипе - щелевой канал.

где

отношению к нижней части крышки корпуса пастеризатора, образуя кольцевой диффузор для подачи молока в камеру охлаждения. Греющее тело и камера охлаждения выполнены в виде охватывающих ротор коаксиальных цилиндров.

На фигЛ представлено поперечное сечение устройства для пастеризации молока с рекуператором в вице ротора.

Усройство для пастеризации состоит из цилиндрического корпуса I с крышкой 2, в которой установлен подводящий патрубок 3, Тонкостенный конический стакан 4 установлен вертикально, коаксиально с корпусом I. Расширяющаяся часть стакана имеет отбортовку 5, образующую зазор с нижней частью крышки 2 (диффузор). Вращение конического стакана 4 осуществляется с помощью электродвигателя б через муфту 7, вал 8, установленный в подшипниках 9, и корзину 10, соединенную с валом 8 через термоизоляционную прокладку II, Стакан 4 фиксируется в корзине 10 шариковыми фиксаторами 12, Греющее тело представляет собой электронагреватели 13, установленные аксиально корпусу I и отделенные от него цилиндрическим 14 и дисковым 15 термоотражателями. Нагреватели 13 установлены в каркасе 16, закрепленном на основании корпуса I через теплоизоляционные прокладки 17, В корпусе корзины 10 выполнены отверстия, обеспечивающие беспрепятственное поступление тепла от нагревателей 13 и теплообменной поверхности - боковой поверхности стакана 4. Корпус I выполнен полым, в цилиндрической полости корпуса I установлен теплообменник 18 с проточным хладагентом - ледяной водой (вход и выход на фигЛ не показан). Полость между внутренней поверхностью корпуса I и наружной поверхностью цилиндрического термоотражателя 14 образует камеру охлаждения, в нижней части которой установлен отводящий патрубок (на фигЛ не показан) для отвода пастеризованного молока.

-(

Температура греющего тела поддерживается автоматически с помощью термометра сопротивления в качестве датчика и блока питания и управления устройством пастеризации (на фиг,1 не показан).

Устройство для пастеризации молока работает следующим образом.

При включении блока питания электронагреватели 13 разогреваются и создают в объеме, ограниченном наружной стенкой конического стакана 4, и термоотражателями 14 и 15 (тепловой камере) необходимую для пастеризации молока температуру. После загорания контрольной лампы Нагрев включается электродвигатель и приводит во вращение стакан 4, Поток молока из дозатора поступает через патрубок I непрерывной струей во вращающийся стакан 4, Молоко под действием центробежных сил тонкой пленкой растекается по нагретой внутренней поверхности стакана 4, нагревается, достигает верхнего обреза стакана 4 и истекает через диффузор в виде тонкой радиальной струи в камеру охлаждения, причем толщина пленки молока зависит от массового расхода молока, геометрических размеров стакана и скорости его вращения.

Радиальный поток нагретого молока поступает на охлажденную внутреннюю поверхность корпуса I практически перпендикулярно, что способствует его быстрому остыванию, стекает вниз камеры охлаждения и по отводящему патрубку уда ляется из пастеризатора,

В конкретном варианте исполнения ротор представляет собой конический стакан с толщиной стенки 2,5 мм, высотой 88 мм и углом наклона боковой стенки 18°30 « Объем внутренней полости стакана - I л.

Ротор приводится во вращение электродвигателем типа СД-75Д, Скорость вращения ротора - 2500 об/мин. Нагреватель выполнен в виде 18 элементов, представляющих собой нихромовую

спираль, размещенную в кварцевой трубке Спираль выполнена из проволоки диаметром 0,5 мм. Длина спирали - 1400 мм, шаг между витками - 5 мм. Температура на теплообменной поверхности составляет 85°С. Производительность данной конструкции пастеризатора составляет f 125 л/ч. При необходимости увеличения производительности пастеризатор может быть масштабирован.

Предложенная конструкция для пастеризации молока может использоваться как в промышленности, так и на фермах и в малых фермерских хозяйствах. Конструкции свойственна простота, отсутствие сложных сборно-разборных узлов, свободный доступ к теплообменной поверхности для ее мойки и очистки, что создает дополнительные эксплуатационные преимущества.

7

ЖТЕРАТУРА

1.Ю.В, Краснокутский, Ю.Б. Панченко, Машины и оборудование

для получения цельномолочной продукции, М., Росагропромиздат, 1990г.

2.А.с. СССР № 1279576, кл. ШК: А23с 3/033, Устройство для пастеризации молока.

3.А.с. СССР № 635948, кл. МПК: А23с 3/033, Устройство для пастеризации молока.

4.А. Тепел, Химия и физика молока. Пищевая промышленность, 1979Г,

5.А.С. Сукомел и др,, Теплопередача, Высшая школа, 1970г.

Заявитель CiJ/m-- B.C. Зродников

...- Г.П. Савин

Claims (1)

1. Устройство для пастеризации молока, содержащее корпус с подводящим и отводящим патрубками, дозатор потока молока, греющее тело, камеру охлаждения и рекуператор, отличающееся тем, что рекуператор выполнен в виде ротора в форме установленного вертикально конического стакана с отбортованным верхним краем, расширяющаяся часть которого расположена с зазором по отношению к нижней части кромки корпуса, образуя кольцевой диффузор для подачи молока в камеру охлаждения, а греющее тело и камера охлаждения выполнены в виде охватывающих ротор коаксиальных цилиндров.