Расчет пастеризаторов - Механизация первичной обработки молока

Механизация первичный обработка молоко

Основы теории пастеризации молока разработал советский ученый Г. А. Кук. Теория основывается на том, что гибельно на микроорганизмы действуют два фактора: температура нагрева и длительность выдержки при ней. При этом, чем выше температура, тем меньше нужна выдержка.

Существует верхний порог температуры, до которого не происходит изменения физико-механических свойств молока. В связи с этим необходимо строго придерживаться границ между нижним и верхним пределами температур, чтобы обеспечить пастеризацию и не ухудшить качество молока.

Эти границы можно представить в виде диаграммы, из которой видно, что температура нагрева молока и длительность выдержки должны находиться в нейтральной зоне. При этом длительность выдержки является функцией температуры

.

Для молока Г. А. Кук установил эту зависимость

.

В процессе нагревания молока до требуемой температуры уже происходит его частная пастеризация. Поэтому необходимо знать суммарный эффект пастеризации, учитывающий как время нагревания до заданной температуры, так и выдержку при ней. Г. А. Кук предложил эффективность пастеризации оценивать отношением суммарного времени фф воздействия на молоко различных температур к времени воздействия фп определенной температуры, при которой происходит полная пастеризация продукта. Это отношение Кук назвал критерием Пастера

.

Критерий Pа = 1 в том случае, если

,

Т. е. фактическое суммарное время воздействия различных температур равно расчетному.

В пастеризаторах длительного и кратковременного воздействия на молоко в качестве источника тепла используется горячая вода, в пастеризаторах мгновенного действия - насыщенный пар. Для любого типа пастеризаторов их тепловая производительность

, (11)

Где для водяных пастеризаторов

И для паровых

Поскольку температура конденсации пара - постоянная величина и в начале и в конце аппарата.

Откуда полная теплообменная площадь пастеризатора

м2

Или для паровых пастеризаторов

м2,

Где для парового пастеризатора k 2500 ккал/м2.ч. град = 105 МДж/м2.ч. град.

Количество пластин в секции пластинчатого пастеризатора

,

Где fпл - рабочая поверхность одной пластины.

Расход горячей воды или пара на пастеризацию (нагрев) молока определяется из условия теплового баланса

кг/с,

Где

I1 - теплосодержание горячей воды или пара, Дж/ кг;

I2 - теплосодержание отработавшей воды или конденсата, Дж/ кг;

З - тепловой КПД пастеризатора.

В пастеризаторах мгновенного действия с вытеснительным барабаном молоко под действием составляющей центробежной силы поднимается снизу вверх по параболоидной поверхности барабана. В верхней части барабана имеются лопасти, под действием которых молоко нагнетается в трубопровод. Напор, развиваемый лопастями

м,

Где - окружная скорость лопастей барабана.

Развиваемый напор может расходоваться на преодоление гидравлических сопротивлений молокопровода и геодезический подъем молока. Если учесть, что

,

Где r - радиус лопастей барабана, потребную частоту вращения барабана для преодоления гидравлического сопротивления, равного Н, можно определить по формуле

с-1.

Суммарная мощность на привод пастеризатора определится

N = Nбар + Nсопр,

Где Nсопр - мощность на преодоление гидравлического сопротивления, Н

Nсопр = g Qм Н Вт,

Мощность на привод барабана

Nбар = P Вт,

Где Р - окружное усилие на привод барабана, при установившемся движении предопределяется силами трения в подшипниках.

Обычно мощность на преодоление сил трения в подшипниках учитывается коэффициентом полезного действия.

Тогда

.

Похожие статьи




Расчет пастеризаторов - Механизация первичной обработки молока

Предыдущая | Следующая