6. Режимы термической пастеризации и определение расхода пара на пастеризацию молока

Целью всякой пастеризации является уничтожение в молоке находящихся микроорганизмов и повышение стойкости молока против его порчи при хранении и транспортировке. Возможны два способа пастеризации: термический и холодный (радиацией, ультрафиолетовым облучением и т. д.).

Наиболее распространенная пастеризация это термическая. На практике применяют три режима термической пастеризации:

1 – длительная – нагревание до t = 63 - 65 °C с выдержкой при этой температуре в течение 30 мин.

2 – кратковременная – нагревание молока до t = 72 - 76 °C с выдержкой при этой температуре 10…30 сек.

3 – мгновенная – нагревание молока до t = 85 - 95 °C без выдержки.

Длительная пастеризация оказывает наибольшее воздействие на физико-химические свойства молока, в то же время обеспечивает надежный прогрев всей массы молока и уничтожение всех видов микроорганизмов, за исключением термостойких бактерий.

Расход пара на пастеризацию определяется из баланса теплообмена по формуле

где М – массовый расход молока, кг/с;

Р – расход пара, кг/с;

С_М – удельная теплоемкость молока,

η – тепловой КПД пастеризатора 0,8 - 0,9;

i_H, i_K – теплосодержание пара, конденсата, Дж/кг;

t_K, t_H – конечная и начальная температура нагрева молока.

Откуда расход пара определяется

кг/с.

8. Физические принципы получения искусственного холода и классификация холодильных установок

Получение низких температур может быть достигнуто при осуществлении следующих процессов:

1. расширением рабочего тела с совершением внешней полезной работы. Этот процесс осуществляется в специальных машинах, получивших название детандера. Недостаток данного способа охлаждения является необходимость предварительного сжатия рабочего тела в компрессоре и большой расход воздуха.

Изменением агрегатного состояния рабочего тела (фазный переход) сопровождающийся поглощением тепла из вне:

а) плавление, лед, соли Na CL-21,2 ⁰С

б) кипение Ca CL₂ – 55₊⁰С

криогенные рабочие вещества

жидкий азот - 196 ⁰С

кислород - 183 ⁰С

воздух – 192 ⁰С

гелий

с) сублимация (диоксид, углерод.

3. драсселированием. Этот процесс понижения давления рабочего тела в жидком или газообразном состоянии без совершения полезной работы. При прохождении через узкое сечение (дросселирование) происходит расширение рабочего тела и уменьшение его внутренней энергии (эффект Джоуля Томсона). Процесс дросселирования имеет меньшую эффективность, чем процесс расширения в детандере, но оборудование для дросселирования намного проще и существенно дешевле.

4. Реализацией вихревого эффекта (эффект Ранке) надо схема

Термодинамические процессы вихревой трубки, несмотря на ее конструктивную простату, с практической точки зрения мало эффективны. Получение холодного воздуха при помощи вихра всей трубки связано со значительным перерасходом энергии (в 8…10 раз) по сравнению с воздушной холодильной машиной.

5. Термоэлектрическим охлаждением (эффект Пельты). При пропускании постоянного электрического тока через цепь, состоящую из 2-х разных проводников, один из спаев охлаждается, а другой нагревается. Пара разнородных материалов, объединенных в цепь, получила название термоэлемента.

Различают компрессионные холодильные машины, в которых происходит сжатие холодильного агента; теплоиспользующие холодильные машины, потребляющие тепловую энергию; термоэлектрические машины, основанные на использовании Пельтье явления.

Компрессионные холодильные машины в свою очередь подразделяют на газовые, в которых газообразный холодильный агент не меняет агрегатного состояния, и на паровые в которых холодильный агент изменяет агрегатное состояние (пар – жидкость). Последние получили наиболее широкое распространение.

Теплоиспользующие холодильные машины подразделяют на абсорбционные, у которых в холодильном цикле участвуют 2 компонента – холодильный агент и поглотитель (абсорбент), и пароэжекторные, в которых сжатие пара осуществляется

Холодильный агент или хладагент – это рабочее вещество холодильной машины. В зависимости от типа холодильной машины применяются различные хладагенты. Так, в паровых компрессионных холодильных машинах в качестве хладагента применяют хладоны, аммиак, углеводороды (пропан, этан, этилен и др. вещества; в абсорбционных – водные пароэжекторных – водяной пар.

Холодильные установки классифицируются по: принципу работы, холодапроизводительности, по типу используемого хладагента по типу исполнения (открытые, герметичные, косвенного и непосредственного охлаждения).

Рассмотрим схемы и принципы действия компрессионной паровой, теплоиспользующей абсорбционной и теплоиспользующей эжекторной холодильных машин.