Оборудование для прессования сырья и полуфабрикатов (оборудование для отделения жидкой фазы прессованием и для формирования путем выдавливания).

В перерабатывающих производствах прессование применяют для обезвоживания, брикетирования твердых материалов, гранулирования и формования пластичных материалов.

Сущность прессования заключается в обработке материала внешним давлением в специальных прессах. Прессы применяют для отжима жидкой фазы, придания продукту определенной формы, а также для его уплотнения при транспортировании. Механические прессы бывают периодического и непрерывного действия.

Механические прессы периодического действия могут быть рычажными, винтовыми, гидравлическими и пневматическими.

К механическим прессам непрерывного действия относятся шнековые, вальцовые, ротационные, штанговые, кольцевые, ленточные и дисковые.

Одна из разновидностей прессования — брикетирование. Брикетированию подвергают преимущественно сыпучие продукты путем их прессования (уплотнения) в замкнутом пространстве под воздействием внешнего давления до плотности, при которой обрабатываемый продукт не может самопроизвольно разрушаться и превращается в монолит-брикет.

При производстве растительных масел прессование — один из основных технологических процессов, с помощью которых из семян масличных культур извлекается масло. На крупных предприятиях прессование как способ извлечения масла из семян предшествует окончательному обезжириванию материала органическим растворителем (экстракция). На предприятиях малой и средней мощности извлечение масла достигается путем однократного или двукратного отжима (прессования) сырья.

Как в первом, так и во втором случае для прессования применяют шнековые прессы непрерывного действия, которые подразделяют на прессы предварительного (неглубокого) съема масла — форпрессы и прессы окончательного (глубокого) съема масла — экспеллеры.

Форпрессы чаще применяют в технологических схемах экстракционных заводов. Производительность их по семенам 70... 80т/сут. Съем масла сравнительно невысокий — 60...85 %, мас- личность жмыха при этом составляет 15...17 %. Частота вращения шнекового вала форпрессов 18...36 мин^-1, толщина выходящей ракушки жмыха 8...12 мм. Продолжительность прессования не превышает 80 с.

Производительность прессов глубокого съема масла значительно меньше и составляет 18...30т/сут, а масличность жмыха 4...7 %, что обусловлено длительным нахождением материала в прессе 6220...225 с) вследствие медленного вращения вала (5... 18 мин^-1) и небольшой ширины выходной кольцевой щели для жмыха. Толщина ракушки, выходящей из пресса, 3...5 мм. Температура материала, поступающего в пресс окончательного отжима, 110... 115 °С.

Главное различие между форпрессами и экспеллерами заключается в конструкции основного рабочего органа шнекового пресса — шнекового вала, который собран из отдельных витков, насаживаемых на общий вал. Для форпрессов характерно уменьшение шага витков от начала к концу вала, при этом в некоторых случаях диаметр тела витка увеличивается. У экспеллеров шаг витков и диаметр тела витков изменяются в значительно меньшей степени.

Принцип работы шнековых прессов заключается в следующем. При вращении шнекового вала, помещенного в барабан, который собран из пластин (называемых зеерными) с небольшими зазорами между ними, прессуемый материал транспортируется от места загрузки к выходу. В результате уменьшения свободного объема в межвитковом пространстве материал сжимается, и из образующейся мезги отжимается масло, которое проходит через зазоры в зеер- ном барабане и собирается в поддоне. Отжатый масличный материал (называемый жмыхом) на выходе из зеерного барабана встречается с устройством, регулирующим толщину выходной щели и тем самым противодавление во всем шнековом тракте пресса.

Маслопресс МП-68 состоит из станины 11 (рис. 7.2), шнекового вала 7, зеерного цилиндра 9, питателя 5, механизма для изменения толщины выходящего из пресса жмыха 10.

Опорные стойки литой станины соединены между собой сварными трубами и двумя швеллерами. На станине со стороны выхода жмыха укреплен корпус упорного подшипника шнекового вала.

Зеерный барабан пресса выполнен с вертикальным разъемом и состоит из двух шарнирно соединенных цельнолитых половин. Внутри барабана проходит шнековый вал, состоящий из девяти витков. В зеерной камере смонтированы специальные ножи с выступами, которые препятствуют проворачиванию мезги вместе со шнековым валом.

Ось шнекового вала опирается на радиальные сферические двухрядные подшипники, смонтированные на станине. Частота вращения шнекового вала (18, 24 или 37 мин^-1) регулируется трехскоростным электродвигателем привода. При этом потребляемая электродвигателем мощность соответственно равна 28, 36 и 40 кВт.

Питатель выполнен в виде вращающейся трубы с неподвижными скребками, очищающими стенки от налипшего материала. Сверху корпус питателя прикреплен к нижнему чану жаровни.

Маслопресс ЕТП-20 (рис. 7.3) производства немецкой фирмы «СКЕТ» представляет собой шнековый маслопресс, снабженный двумя наборами витков, что позволяет осуществлять два режима — форпрессование и однократное окончательное прессование.

Оборудование для формования может быть периодического и непрерывного действия, открытого (продукт контактирует с окружающей средой) и закрытого (вакуумного) исполнения.

Для наполнения колбасной оболочки фаршем служат шприцы. Конструктивно они делятся на гидравлические и пневматические периодического действия и механические непрерывного действия (рис. 7.6).

В зависимости от вида колбас диаметр сменных цевок может составлять 10... 100 мм. Шприцы комплектуют одной или несколькими (чаще всего двумя) цевками.

Колбасные оболочки наполняют фаршем с помощью специальных металлических трубок-цевок. ₀

Если процесс наполнения оболочек фаршем осуществляется под вакуумом, то такие шприцыназываются вакуумными. Как правило, это непрерывно действующее оборудование.

Кулинарные изделия формуют с помощью оборудования непрерывного действия — котлетных, пельменных и пирожковых автоматов, а также машин для формования мясных хлебов. Это оборудование применяют как самостоятельно, так и в составе комплексов и поточных линий.

Простейший шприц выполняет роль насоса, а более совершенная его конструкция — дозирующего устройства.

На предприятиях малой мощности применяют ручные шприцы, состоящие из цилиндра с поршнем, ручного привода и сменных цевок, которые крепят с помощью гайки к патрубку, находящемуся в нижней части цилиндра. Механизм привода состоит из рейки, соединенной с поршнем, и шестерни, насаженной на рукоятку и входящей в зацепление с рейкой.

Для заполнения шприца фаршем рейку перемещают рукояткой в крайнее верхнее положение. Поршень выводят из цилиндра, и в полость цилиндра загружают фарш. Затем поршень устанавливают в цилиндр, и рейку вводят в зацепление с шестерней. На цевку надевают колбасную оболочку с предварительно перевязанным одним концом. При повороте рукоятки фарш поршнем выдавливается через цевку в оболочку. Вместимость цилиндра таких шприцев 6, 9 или 12 л. Обычно их комплектуют четырьмя сменными цевками для оболочек различных диаметров.

Гидравлический шприц-дозировщик Е8-ФНА-01 предназначен для изготовления копченых и полукопченых колбас в искусственных и естественных оболочках, а также штучных сосисок и сарделек. Он состоит из станины, фаршевого цилиндра, силового гидроцилиндра, поршней, дозирующего устройства с гидроцилиндром, регулятора доз, электродвигателя, цевки, бункера, гидропривода и шкафа управления. Гидропривод включает в себя шестеренный насос и соединительные шланги.

Шприц может работать в режиме дозирования формуемых изделий и в режиме непрерывной подачи фарша в оболочку.

В режиме дозирования шприц работает следующим образом. Колбасный фарш загружают в бункер 7(рис. 7.7), включают электродвигатели шестеренного и вакуумного насосов. Подколенным рычагом 31, связанным с золотником 30, включается шестеренный насос 24, и масло через редукционный клапан 29 и золотник 30 под давлением поступает в штоковую полость силового гидроцилиндра 3. Поршень 4 фаршевого цилиндра 2 перемещается вниз, и в поршневой полости цилиндра образуется вакуум. Конус-

Гидравлический шприц периодического действия ГШУ-2 (рис. 7.8) работает так же, как описанный выше шприц-дозиров- щик. Для ускорения надевания оболочки на цевку шприц оборудован вертушкой с двумя концами для надевания параллельно на две цевки. В то время как через одну цевку шприцуют фарш, на вторую надевают оболочку. Затем вертушку поворачивают, и цевка с надетой оболочкой устанавливается в рабочее положение. Шприцевание выполняют при горизонтальном положении вертушки. Если поставить ее в вертикальное положение, выход фарша прекратится. Цевки переключают краном, установленным на фаршевом патрубке. Достоинства гидравлических шприцев — простота конструкции, надежность в работе, сохранение исходных свойств, качества фарша и формы кусочков шпика. Недостатки — снижение скорости истечения фарша с увеличением числа цевок; так как скорость движения поршня постоянна, под поршнем накапливаются частицы фарша, обильно загрязненные микрофлорой.

Вакуумный шприц ФШ2-ЛМВакуумный шприц работает следующим образом. Фарш загружается в бункер, откуда шнеками подается в трубопровод и далее в цевку. Перед включением привода шнеков на цевку надевают оболочку, закрепленную с одной стороны шпагатом или клипсой. По мере наполнения она перемещается вдоль цевки. При достижении требуемой длины батона оператор отключает привод шнеков и перевязывает или клипсует оболочку с другой стороны.

Котлетный автомат АК2М-40 состоит из корпуса 1 (рис. 7.11), загрузочного цилиндра 2, стола 6, опорной плиты 7, пяти поршней 5, диска 8 и привода 13. Загрузочный цилиндр снабжен шестилопастным винтом, который давит на находящийся в цилиндре фарш, в результате чего он равномерно заполняет формовочные гнезда вращающегося стола. Загрузочный цилиндр автомата и шестилопастный винт для удобства промывки и очистки рабочей части машины изготовляют съемными. У днища загрузочного цилиндра предусмотрено овальное отверстие, через которое фарш из цилиндра поступает в формовочные гнезда стола.

Пельменный автомат СУБ-2-67 (рис. 7.13) относится к непрерывнодействующему оборудованию. Тесто и фарш загружаются в автомат вручную, а безотходная штамповка пельменей производится автоматически.

При движении конвейерной ленты барабаны вращаются и, прокатываясь по начиненным фаршем тестовым трубкам, штампуют пельмени, которые на подкладной доске образуют четыре

ряда. Ячейки барабана имеют разделительные и клеющие кромки. При нажиме штампов на тестовую трубку, заполненную фаршем, последний оттесняется по ячейкам, освобождая место для склеивания и разделения пельменей. При дальнейшем нажиме штампов пельмени склеиваются. Разделительная кромка продавливает тесто насквозь, образуя промежутки между пельменями. При правильно отрегулированном технологическом процессе получаются крепко склеенные пельмени, расстояние между которыми равно 3...5 мм.

Перед штампующими барабанами установлен мучной бункер с ворошителем. Через отверстия в бункере на проходящие под ним тестовые трубки с фаршем сыплется мука. Это предотвращает прилипание пельменей к ячейкам барабанов. Попадающая на тестовые трубки мука разравнивается двумя резиновыми скребками, укрепленными на бункере. Количество подаваемой муки регулируется шиберами. Мука и кусочки теста, налипшие на барабаны, очищаются щеткой, установленной на их вилке. Работой автомата управляют с помощью пульта.

 

41. Оборудование для проведения тепломассообменных процессов (оборудование для подогрева, пастеризации и стерилизации, оборудование для варки и выпаривания, сушилки, оборудования для выпечки, экстрации, для перегонки и ректификации, для охлаждения и замораживания продуктов).

При переработке сырья растительного или животного происхождения наиболее широкое распространение получили следующие виды теплообменных процессов: нагревание и охлаждение, испарение и выпаривание, замораживание и размораживание.

В некоторых случаях пищевые среды обрабатывают для повышения концентрации входящих в них компонентов. Для этой цели служат массообменные процессы, в основе которых лежит избирательный обмен компонентами между фазами многокомпонентных систем посредством поверхностного контакта фаз. К массообменным процессам относятся: экстракция, кристаллизация, абсорбция, адсорбция и др.

Совмещенные процессы переноса теплоты и массы в капиллярно-пористых телах получили название тепломассообменных. Характерная черта таких процессов заключается в том, что они протекают с изменением физического состояния распределяемого компонента и сопровождаются поглощением или высвобождением значительного количества теплоты. В перерабатывающих производствах широкое распространение получили такие тепломассообменные процессы, как варка, сушка, обжарка, выпечка, ректификация.

Для изменения температуры жидких и вязких пищевых продуктов достаточно часто применяют кожухотрубный подогреватель, который состоит из двух трубных решеток 1 (рис. 6.1) с завальцованными в них 66 трубками диаметром 34/32 мм и длиной 1986 мм. Общая площадь поверхности нагрева аппарата составляет около 13 м².

Решетки с трубками 2 заключены в металлический кожух 3 цилиндрической формы, с торцов закрытый крышками 4, которые прикреплены к кожуху при помощи откидных болтов. Герметичность соединения обеспечивает уплотняющая прокладка. Между крышкой и трубной решеткой 1 имеются перегородки 5, образующие четыре камеры, которые объединяют один или два пучка трубок. Таким образом, пучки трубок (по 16 в каждом) последовательно соединены между собой. Пар подается в пространство между кожухом и трубками и омывает их снаружи. Конденсат отводится через патрубок 6, расположенный в нижней части кожуха. Давление пара поддерживается на уровне 0,1 Г..0,15 МПа.

Нагреваемый продукт насосом последовательно перекачивается через все четыре пучка трубок. Направление движения продукта изменяется благодаря наличию камер в крышках. Путь продукта, проходящего через подогреватель, равен длине одной трубки в пучке, умноженной на число ходов. При значительной длине подогревателя, когда возможна температурная деформация деталей из-за возникающих напряжений, устанавливают устройства, компенсирующие тепловое расширение трубок.

Трубчатый подогреватель молока выполнен на базе унифицированного теплообменного цилиндра, применяемого в пастеризационных установках аналогичного типа. Он состоит из одноцилиндрового теплообменного аппарата, узла отвода конденсата, парового вентиля, насоса для подачи молока и измерительных приборов. В процессе нагревания молоко с помощью насоса подается в цилиндр и последовательно проходит по 24 трубкам длиной 1,2 м каждая с внутренним диаметром 27 мм. Молоко нагревается паром, подаваемым в межтрубное пространство цилиндра.

Пластинчатые установки для нагрева молока почти не отличаются от пастеризаторов молока подобного типа. В связи с тем что разность начальной и конечной температур обрабатываемого продукта сравнительно невелика (25...45 °С), общая поверхность теплопередачи пластинчатых нагревателей молока обычно в 1,5—2 раза меньше, чем у пастеризационных установок при одинаковой производительности. Это достигается в основном уменьшением числа пластин в аппарате.

Для пастеризации молока и молочных продуктов предназначены пастеризационные установки резервуарного и трубчатого типов, а также пастеризационно-охладительные установки пластинчатого типа. К оборудованию для пастеризации молока резервуарного типа относятся емкости для производства кисломолочных продуктов, ванны длительной пастеризации и универсальные ванны.

Нагревание молока в ваннах длительной пастеризации или универсальных тепловых аппаратах осуществляется путем подачи в теплообменную рубашку резервуара горячей воды или пропускания через воду, находящуюся в рубашке, пара.

Резервуар для приготовления кисломолочных продуктов (рис. 6.2) состоит из внутреннего корпуса цилиндрической формы, теплообменной рубашки, теплоизоляции и наружного корпуса. Для заполнения и опорожнения резервуара служит патрубок. Внутри резервуара находится мешалка рамного типа. В нижней его части имеется патрубок для удаления из теплообменной рубашки тепло- или хла-доносителя. Люк для осмотра и ремонта рабочей поверхности расположен в средней части.

Моющее устройство, находящееся в верхней части резервуара, представляет собой реактивную вертушку. Молоко или сливки, предварительно нагретые до температуры сквашивания, а также закваска подаются в резервуар через нижний патрубок насосом. По мере необходимости молоко (а впоследствии продукт) перемешивается мешалкой.

Готовый продукт охлаждается ледяной водой или рассолом. Хла-доноситель орошает внешнюю поверхность внутреннего корпуса, вытекая из перфорированной трубы, расположенной по периметру теплообменной рубашки в ее верхней части. Охлаждение продукта осуществляется при его непрерывном перемешивании. Готовый продукт удаляется из резервуара через патрубок и насосом подается на расфасовку.

Ванны длительной пастеризации В1-ВД2-П, Г6-0ПА-600 и Г6-ОПБ-ЮОО вместимостью соответственно 0,35; 0,6 и 1 м³ несущественно отличаются от описанного резервуара. В них отсутствует орошающая перфорированная труба для подачи хладоносителя. Теплообменная рубашка имеет переливную трубу и парораспределительную головку, к которой через трубопровод подается пар. Для охлаждения продукта, находящегося в ванне, в теплообменную рубашку подается холодная вода, а для нагревания и пастеризации продукта — пар. Ванны оборудованы мешалкой пропеллерного типа.

Резервуары универсального типа, как и ванны длительной пастеризации, позволяют как нагревать, так и охлаждать молоко или продукт его переработки.

Пастеризационная установка трубчатого типа состоит из двух центробежных насосов (рис. 6.3), трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Основной элемент установки — двухцилиндровый теплообменный аппарат — состоит из верхнего и нижнего цилиндров, соединенных между собой трубопроводами. В торцы цилиндров вварены трубные решетки, в которых развальцовано по 24 трубы диаметром 30 мм.

Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб. Таким образом образуется непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцы цилиндров закрыты крышками с резиновыми уплотнениями, что обеспечивает герметичность аппарата и изолирование коротких каналов друг от друга.

Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков. Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве последовательно через нижний и верхний цилиндры. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата — возвратный клапан, с помощью которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, также расположенным на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока.

Обрабатываемый продукт из накопительной емкости с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 50...60 °С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при температуре 80...90 °С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. В трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата — 1,2 м/с. В процессе теплообмена сливки поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов больше и составляет 2,4 м/с.

К преимуществам трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми относятся значительно меньшие число и размеры уплотнительных прокладок, а к недостаткам — большие габаритные размеры и высокая металлоемкость. Кроме того, для чистки и мойки этих установок требуется свободное пространство со стороны торцов цилиндров теплообменного аппарата.

Трубчатые установки эффективны, если последующий процесс обработки молока проводится при температуре, мало отличающейся от температуры пастеризации.

Пастеризационно-охладительная установка (рис. 6.4), применяемая при производстве питьевого молока, включает в себя уравни-

тельный бак, центробежный насос для молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, центробежный насос для горячей воды, пароконтактный нагреватель и шкаф управления.

Пластинчатый аппарат имеет главную переднюю стойку (рис. 6.5, а) и вспомогательную заднюю стойку, в которые закреплены концы верхней и нижней горизонтальных штанг. Верхняя предназначена для подвески теплообменных пластин. По периферии каждой пластины в специальной канавке уложена большая резиновая прокладка, герметично уплотняющая канал.

Пластины имеют угловые отверстия с небольшими кольцевыми резиновыми прокладками. После сборки пластин в аппарате образуются две изолированные системы каналов, по которым перемещаются молоко и охлаждающая жидкость.

Пластинчатый аппарат снабжен теплообменными пластинами из нержавеющей стали, разбитыми на пять секций: первая и вторая ступени регенерации, пастеризации, охлаждения артезианской водой и охлаждения ледяной водой. Некоторые пластинчатые аппараты имеют одну секцию регенерации. Секции отделены друг от друга специальными промежуточными плитами, имеющими по углам штуцера для подвода и отвода жидкостей. На пластине выбиты порядковые номера, которые указаны на схеме компоновки пластин.

Пластины прижаты к стойке с помощью плиты и нажимных устройств. Степень сжатия тепловых секций определяется по таблице со шкалой, установленной на верхней и нижней распорках. Нулевое деление устанавливается по оси болта вертикальной распорки и соответствует минимальному сжатию аппарата, обеспечивающему герметичность.

Пластинчатые аппараты с двусторонним расположением секций по отношению к главной стойке (рис. 6.5, б) применяют в установках большой производительности.

Сепаратор-молокоочиститель служит для очистки молока. При использовании очистителя с центробежной выгрузкой осадка устанавливают один сепаратор, с ручной — два.

Выдерживатель — один из основных элементов пастеризационно-охладительных установок. В нем молоко выдерживается при температуре пастеризации в течение определенного времени (20 или 300 с), необходимого для завершения бактерицидного действия температуры. Выдерживатель состоит из одного или четырех цилиндров, которые закреплены на трубчатых опорах. В некоторых установках выдерживатель выполнен в виде четырех секций, каждая из которых представляет собой спираль, изготовленную из трубы диаметром 60 мм. При обработке молока, полученного от здоровых животных, в работе участвует одна секция. В случае обработки молока, полученного от больных животных, оно пропускается последовательно через все четыре секции выдерживателя. Таким образом, время выдержки молока, полученного при прочих равных условиях зависит от объема выдерживателя.

Возвратный, или перепускной, электрогидравлический клапан служит для автоматического переключения потока молока на повторную пастеризацию при снижении его температуры в секции пастеризации.

Система нагрева промежуточного теплоносителя пастеризационно-охладительной установки состоит из конвекционного бака, насоса горячей воды, инжектора, регулирующего клапана подачи пара и трубопроводов. Бак служит для сбора, выравнивания температуры и отвода излишков воды. Инжектор предназначен для смешивания пара с водой, циркулирующей между конвекционным баком и секцией пастеризации установки. Количество пара, поступающего в инжектор, регулируется клапаном в зависимости от заданной температуры пастеризации молока.

Для циркуляции горячей воды в системе «инжектор — пластинчатый аппарат — конвекционный бак» применяют центробежный насос 2К20/18 или 2К 20/30.

В пастеризационно-охладительных установках с электронагревом промежуточного теплоносителя вместо конвекционного бака с инжектором применяют электрический водонагреватель. Он представляет собой цилиндрический резервуар вместимостью около 40 л, на крышке которого размещены электронагревательные элементы. Для подпитки и поддержания постоянного уровня воды имеется уравнительный бак, смонтированный на корпусе резервуара. Избыток воды из водонагревателя удаляют с помощью переливной трубы. Уровень воды в резервуаре контролируется измерителем уровня, который отключает нагревательные элементы при падении его ниже нормы.

Работа пастеризационно-охладительной установки при производстве питьевого молока заключается в следующем. Молоко из танка (см. рис. 6.4) направляется самотеком или под напором в уравнительный бак, откуда насосом подается в первую секцию регенерации пластинчатого аппарата. Подогретое до 37...40 °С, оно поступает в молокоочиститель для очистки от механических примесей и идет на дальнейший подогрев во вторую секцию регенерации и секцию пастеризации, где нагревается до 90 °С. Из секции пастеризации молоко через электрогидравлический перепускной клапан направляется в выдерживатель, находится там в течение 300 с, далее поступает в секции регенерации для отдачи тепла встречному потоку молока, поступающему в аппарат. После этого оно попадает последовательно в секции охлаждения водой и рассолом, где охлаждается до 8 °С, и выходит из установки.

Для охлаждения молока используется артезианская и ледяная вода (рассол) от холодильной установки. Охлаждение молока до температуры не выше 8 °С возможно только при нормальной кратности подачи воды и рассола в секции охлаждения. Весь процесс пастеризации регулируется автоматически.

Требуемая температура пастеризации поддерживается электронным мостом. Регулировка плавная. Температура пастеризации записывается на диаграммной ленте контрольного прибора. Звуковая и световая сигнализация срабатывает при падении температуры пастеризации ниже 90 °С.

Наряду с косвенным обогревом продукта, когда молоко обрабатывается горячей водой, подогретой паром или электронагревателями, в некоторых пастеризаторах в качестве источника прямого нагрева пищевых продуктов применяются инфракрасные нагреватели.

Пастеризационная установка УОМ-ИК-1 (рис. 6.6) кроме секции инфракрасного электронагрева включает в себя выдерживатель и пластинчатый теплообменный аппарат.

Секция инфракрасного нагрева состоит из трубок кварцевого стекла (/-образной формы с отражателями из анодированного алюминия. В секции 16 трубок (10 основных, 4 регулирующих режим нагрева и 2 дополнительных), на которые навита спираль из нихрома. Трубки включены в сеть параллельно.

Выдерживатель состоит из двух последовательно соединенных труб из нержавеющей стали. В пластинчатом теплообменнике имеются секция регенерации и две секции охлаждения.

Молоко поступает в уравнительный бак, из него насосом последовательно подается в секции регенерации, инфракрасного нагрева и выдерживатель. После выдерживателя пастеризованное молоко проходит секцию регенерации, отдавая теплоту холодному молоку, и затем последовательно — секции охлаждения водой и рассолом.

Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки по сравнению с другими типами тепловых аппаратов имеют следующие преимущества:

· • малый рабочий объем аппарата, что позволяет приборам автоматики более точно отслеживать ход технологического процесса (у пластинчатого теплообменика рабочий объем для продукта и теплоносителя в 3 раза меньше, чем у трубчатого такой же производительности);

· • способность работать достаточно эффективно при минимальном тепловом напоре;

· • минимальные теплопритоки и потери тепла и холода (тепловая изоляция обычно не требуется);

· • существенная экономия (80...90%) тепла в секциях регенерации (удельный расход пара в пластинчатых аппаратах в 2—3 раза ниже, чем в трубчатых, и в 4—5 раз меньше, чем в резервуарных теплообменниках);

· • малая установочная площадь (пластинчатый теплообменник занимает примерно в 4 раза меньшую поверхность пола, чем трубчатый аналогичной производительности);

· • возможность менять число пластин в каждой секции, что позволяет адаптировать теплообменный аппарат к конкретному технологическому процессу;

· • возможность безразборной циркуляционной мойки аппаратуры. Наиболее высокими технологическими показателями среди отечественных тепловых аппаратов обладают модульные автоматизированные пастеризационно-охладительные установки с электронагревом «Поток Терм 500/1000/3000».

К особенностям этих установок относятся высокий коэффициент регенерации тепла (0,9), система подготовки горячей воды с электронагревом и четырехсекционный пластинчатый теплообменник (две секции регенерации, секция пастеризации и секция охлаждения). В последнем резиновые прокладки выполнены из патентованного материала и соединены с пластинами специальными зажимами, т.е. без помощи клея. Основные технические данные пластинчатых пастеризационно-охладительных установок для молока приведены в табл. 6.1.

Кроме автоматизированных выпускаются также модульные полуавтоматические пастеризационно-охладительные установки «Поток Терм 3000/5000/10000», в которых нагрев продукта до температуры пастеризации осуществляется паром давлением 300 кПа. Расход пара в этих установках составляет 60, 100 и 173 кг/ч соответственно.

Одним из перспективных направлений совершенствования пастеризационных установок является применение в них роторных нагревателей, специальная конструкция которых позволяет за счет молекулярного трения частиц обрабатываемого продукта нагревать последний до заданной температуры. Температура тепловой обработки продукта зависит от времени его нахождения в роторном на-

гревателе и может регулироваться в широких пределах. Одновременно с этим продукт подвергается гомогенизации.

Высокотемпературный пастеризатор молока с роторным нагревателем ПМР-0,2 ВТ (рис. 6.7) предназначен для пастеризации, выдержки, фильтрации и охлаждения молока. Его можно использовать совместно с доильной установкой или автономно. При необходимости пастеризатор настраивают на режим стерилизации молока.

Удельные затраты электроэнергии в сравнении с электрическими и паровыми пастеризаторами в данном аппарате снижены 2,5—3 раза, а площадь, занимаемая им, не превышает 1,5 м².

Молоко из емкости для хранения резервуара поступает в приемный бак и с помощью молочного насоса подается в фильтр и пластинчатый теплообменный аппарат. В секции регенерации аппарата молоко подогревается за счет теплоты продукта, поступающего из выдерживателя, и подается в роторный нагреватель. Температура обработки молока в нагревателе измеряется термометром сопротивления и отображается с помощью цифрового индикатора на пульте управления. В случае нарушения заданного режима пастеризации молоко с помощью автоматического клапана возврата направляется на повторную обработку. Нагретое до нужной температуры молоко подается в выдерживатель, где находится в течение 15...20 с, а затем последовательно перемещается через секции регенерации и охлаждения пластинчатого теплообменного аппарата.

Пастеризатор оснащен электронным управлением, с помощью которого осуществляют непрерывный контроль за рабочими параметрами. Основные технические данные различных модификаций пастеризатора ПМР-0,2 ВТ приведены в табл. 6.2.

Установки для стерилизации трубчатого и пластинчатого типов имеют много общего с оборудованием аналогичного типа, применяемого для пастеризации пищевых продуктов. Основные их отличия связаны с теплообменным аппаратом, наличием гомогенизатора и температурой применяемого пара. Например, в автоматизированной установке для стерилизации молока А1-ОПЖ пластинчатый аппарат состоит из семи секций: трех секций регенерации, секций пастеризации и стерилизации и двух секций охлаждения.

До выхода из выдерживателя технологический процесс этой установки полностью соответствует работе пастеризационно-охладительной установки. В стерилизационной установке продукт после нахождения в выдерживателе поступает в двухступенчатый гомогенизатор, которым молоко с температурой 83...85 °С проталкивается через третью секцию регенерации и поступает в секцию стерилизации. При входе в секцию стерилизации продукт имеет температуру

120... 123 °С, а на выходе — 135 °С. Достигается это подачей в секцию стерилизации пара, нагретого до 145 °С. Далее простерилизованное молоко последовательно перемещается через три секции регенерации и две секции охлаждения.

Применение трубчатых и пластинчатых теплообменных аппаратов при стерилизации молока оправдано тем, что при косвенном нагреве продукта значительно снижается расход энергии (в основном за счет регенерации тепла). Однако продолжительность термообработки в таких аппаратах довольно велика, так как в них невозможно быстро охладить продукт. Молоко и молочные продукты более чувствительны к продолжительности их термообработки, чем к температурному режиму, поэтому в настоящее время считается целесообразным совершенствование технологического оборудования для стерилизации молока, работающего как по принципу косвенного нагрева, так и в режиме прямой термообработки.

Стерилизационная установка фирмы «Альфа-Лаваль» (Швеция) (рис. 6.8) представляет один из вариантов оборудования для пароконтактного нагрева молока. Предназначенный для нагревания продукт через патрубок подается в кольцевой канал нагревателя и направляется в камеру. Сюда же через патрубок и канал поступает очищенный острый пар. Пар смешивается с молоком, конденсируется в нем и нагревает продукт до 135... 140 °С.

В более совершенной конструкции стерилизатора молоко с помощью специального тефлонового диска разделяется на множество мелких потоков, которые в течение 1,5...2 с нагреваются паром до 125 °С.

Тепловую обработку консервов в аппаратах, предназначенных для стерилизации, проводят в основном двумя способами: острым насыщенным паром без противодавления (для консервов в жестяной таре объемом до 500 см³) и водой, подогреваемой паром, с противодавлением (для консервов в стеклянной таре и в жестяных банках больших объемов).

Противодавление — это давление, искусственно создаваемое внутри аппаратов и позволяющее обеспечивать целостность консервов в процессе стерилизации. Наличие высокого избыточного давления внутри банки при стерилизации, проводимой без противодавления, приведет к деформации донышек и крышек и нарушению герметичности банок.

Для стерилизации консервов, как с противодавлением, так и без него, существуют специальные аппараты — автоклавы. В перерабатывающей промышленности наибольшее распространение получили вертикальные автоклавы Б6-КА2-В-2 (две корзины) и Б6-КА2-В-4 (четыре корзины вместимостью 0,535 м³ каждая).

Двухсеточный вертикальный автоклав (рис. 6.9) представляет собой цилиндрический корпус со сферическим днищем, оборудованным откидывающейся крышкой с противовесом. Герметичность крышки достигается за счет уплотнительной прокладки и барашковых гаек. Пар подается через барботер, находящийся в придонной части. Над барботе