Холодопостачання молочних заводів

Система холодопостачання молочних заводів показана на прикладі технологічної схеми отримання пастеризованого молока (мал.37). [Пояснити схему].

Мал. 37. Технологічна схема отримання пастеризаційного молока:

1 – молочний насос (матеріал – неірж. сталь. З цього матеріалу зроблені трубопроводи, арматура, апарати); 2 – лічильник молока; 3 – резервуар молока, що надійшло; 4 – пластинчаста охолоджувальна установка (охолодження – крижаною водою (t_вх = (1...2)С)); 5 – резервуар охолодженого молока (теплоізольован (t = (8...10)С)); 6 – пастеризаційно-охолоджувальна установка (о - охолодження; р - регенерація, п – пастеризація); 7 – сепаратор – молокоочисник; 8 – гомогенізатор; 9 – охолоджуваний резервуар (танк) для молока (t = 4С), має сорочку, що охолоджується крижаною водою або розсолом; 10 – автомат для розливу молока в пакети (пляшки); 11 – камера схову з повітряним охолодженням (t_кам = 0С,  = 0,85).

Режим роботи пастеризаційно-охолоджувальної установки: пастеризація t_п = (74...78)С,  = 20сек, потім – охолодження до 4С крижаною водою і (або) розсолом t_р = -8С.

У секції регенерації відбувається нагрів молока, що поступає, від t_зов до t_p за рахунок охолодження молока, що виходить з секції пастеризації з температурою t_зов.

Ефективність регенерації визначається коефіцієнтом регенерації Е. У загальному випадку

Е_теор. = 1. Е показує, яку частку теплоти гарячого молока можна використовувати для підігріву холодного. Е  0,8.

Гомогенізатор – насос високого тиску (розбиває жирові кульки). Параметри роботи його Р = (100...125) кг/см²; зазор у гомогенізуючій головці  0,1 мм, швидкість молока в зазорі = (150...200)м/с.

Інші охолоджувані технологічні апарати молокозаводів

Так звані "ванни тривалої пастеризації" –– служать для охолодження і зберігання сливок і інших молочних продуктів. V = (0,3...1,0) м³. Охолоджуються крижаною водою, циркулюючою в сорочці.

У внутрішньому просторі (в місткості) – пропелерна мішалка. V = (2...6) м³.

Резервуари для кисломолочних продуктів. Мають мішалку, зовнішню що охолоджує сорочку і теплоізоляцію. t_кефіру = 10С, t_{льод. води} = (1..2)С

Заквасочники – для приготування первинної закваски. V = (12...130)л. Всередині – 4 цебри. Охолоджуються крижаною водою або розсолом.

Охолоджувачі сиру – циліндрові, шнекові, трубчасті, пластинчасті. Охолоджують сир від 30С до (5...10) С. Охолоджуються крижаною водою або розсолом t_p = -8C.

Швидко морозильні апарати – конвеєрні, роторні. Призначені для заморожування сиру (у поліетиленовій упаковці) для тривалого зберігання. Температура заморожування t_зам = -28С. Температура зберігання сиру в камерах, t_кам = -18С. При таких же режимах заморожують і зберігають сливки і масло.

Акумуляція холоду на молочних заводах

Основна особливість систем холодопостачання молокозаводів – різко мінливе у часі теплове навантаження машинного відділення, обумовлене циклічністю охолоджування молока.

Це помітно з мал.38, де Q_обр – максимальне теплове навантаження, - середнє за добу теплове навантаження.

У таких випадках застосовують акумуляцію холоду, котра використовується у періоди, коли Q_обр > (заштриховані площі).

Мал. 38. Добовий графік зміни теплового навантаження холодильної установки мол заводу.

Переваги акумуляції холоду:

• зменшується встановлена холодовидатність компресорів Q_0уст  (1,1...1,3) ;

• скорочуються капітальні витрати, тому що Q_0уст  (0,4...0,6) Q_обр;

• скорочуються експлуатаційні витрати, оскільки акумуляція йде, в основному, в нічний час, коли t_к значно знижується і може діяти пільговий тариф на електроенергію.

• підвищується коефіцієнт використання устаткування;

• полегшується експлуатація, оскільки менше пускових режимів;

• надійніше автоматизація.

Недоліки:

• додаткові капітальні витрати, пов'язані з виготовленням і монтажем акумуляторів і додаткових насосів;

Акумуляція холоду вигідна, якщо термін окупності додаткових витрат досить короткий (1...2 роки), тобто доходи д.б. вище, ніж якщо додаткові гроші на пристрій акумуляції холоду здати в банк під відсотки.

Типи акумуляторів – водяні (розсоли) і крижані.

Мінімальна місткість бака рідинного акумулятора

де (мал.38); зниження температури холодоносія t_aк = (2...4)C для води, t_aк = (4...8)C для розсолів; , С_р – густина та питома теплоємність холодоносія; _і – інтервали у часі, коли Q_і > .

Чим менше t_ак , тим більше V_ак , но чим менше t_ак, тим менше додаткова витрата енергії на виробництво холоду.

Чим більша питома теплоємність холодоносія, тим менші витрати на його перекачування.

Переваги крижаних акумуляторів:

• велика здатність акумуляції в невеликому об'ємі;

• мала займана площа (приблизно у 10 разів менше, ніж у рідинних);

• можливість повного заводського виготовлення.

Недоліки:

• неможливість акумулювати холод при негативних температурах;

• обмежена площа крижаної поверхні не дозволяє здійснити танення значної кількості льоду у короткий час, тобто вони мало пристосовані до зняття пікових навантажень.

Мінімальний об'єм наморожуваного льоду

де _л = 920 кг/м³, _л = 334 кДж/кг.

Крижані акумулятори випускає Коростеньській завод.

Це заглибні панельні випарники типу ІП (F = 20...320м²) із збільшеним у 2 рази кроком панелей (з 80 до 160 мм).

Коли спадає теплове навантаження, на них наморожується лід завтовшки (20...40) мм.

Температура води, що виходить, при таненні льоду рівна (1...1,5)С.

Бувають змієвикові баштові льодоакумулятори (див. ХТ2/86, стор. 17)

Якщо в Україні буде введений пільговий тариф на електроенергію в нічний час, як це зроблено на Заході, то акумуляція стає вигідною не тільки для молокозаводів.