Тому розрахунок і проектування теплообмінника для пастеризації молока є актуальними.
Метою даного курсового проекту є зниження собівартості процесу пастеризації молока шляхом оптимізації конструктивних параметрів теплообмінного апарату і кратності витрати води.
Завдання дослідження випливають з поставленої мети і зводяться до наступного. При заданої продуктивності пастеризатора 1600 л/год
визначити оптимальні конструктивні параметри теплообмінника типу В«труба в трубіВ» і кратність витрати води. Для цього необхідно розробити математичну модель процесу пастеризації в теплообміннику типу В«труба в трубіВ» з вибором критерію оптимізації та вирішити завдання багатовимірної оптимізації за визначенням конструктивних оптимальних параметрів даного теплообмінника і кратності витрати води.
1. Призначення, пристрій і принцип дії пастеризатора молока типу В«труба в трубі В»
1.1 Основні вимоги до молока і призначення пастеризатора
Основна мета пастеризації - знищення вегетативних форм мікроорганізмів, що знаходяться в молоці (збудників кишкових захворювань, бруцельозу, туберкульозу, ящуру та ін), зберігаючи при цьому його біологічну, поживну цінність і якість.
Ефективність дії пастеризації залежить від двох основних параметрів: температури, до якої нагрівають молоко, і витримки його при даній температурі. Залежно від цього розрізняють пастеризацію молока з витримкою і без витримки.
Технічна реалізація процесу витримки здійснюється у спеціальних пристроях (видержіватель) у пастеризаційно-охолоджувальних установках. По конструкції видержіватель представляє собою камеру, через яку безперервним потоком проходить молоко в практично ізотермічних умовах. Камера видержіватель може бути виконана у вигляді труби великого діаметру певної довжини, циліндричної ємності з сорочкою, трубчастого змійовика та ін Крім температури і тривалості витримки на ефективність пастеризації істотно впливають ступінь очищення, кислотність, загальна забрудненість мікроорганізмами, піноутворюваність молока та інші фактори.
Пастерізуемое молоко має бути попередньо очищено на фільтрах або сепараторах-молокоочистителях. При пастеризації неочищеного молока забруднюється теплопередающей поверхню апаратів (особливо пластинчастих) і знижується ефективність дії температури.
Для пастеризації можна використовувати молоко кислотністю не більше 22 В° Т, так як при більшій кислотності білки молока при нагріванні згортаються і їх частина осідає на теплопередающей поверхні апаратів, утворюючи шар пригару. Молоко кислотністю понад 27 В° Т не підлягає пастеризації, оскільки воно повністю згортається під дією високої температури. У молоці з високою початковою бактеріальноїобсемененность і після пастеризації залишається велика кількість мікроорганізмів. Обсемененность молока перед пастеризацією повинна бути 10 6 клітин в 1 см 3 .
Наявність піни в молоці також негативно впливає на ефективність пастеризації. Це пов'язано з тим, що теплопровідність піни значно нижче теплопровідності молока. Тому при організації подачі молока на пастеризацію необхідно виключити можливість спінювання.
Залежно від схеми організації процесу пастеризації, особливостей технології молочних продуктів і апаратурного оформлення у молочній галузі застосовують такі види пастеризації: тривалу пастеризацію при температурі 74-78 В° С з витримкою 30 хв, при температурі 90-99 В° С з витримкою від 2-15 хв до 5 год; короткочасну пастеризацію при температурі 80, 85-87 або 90-95 В° С без витримки; високотемпературну пастеризацію при температурі 105-107 В° С без витримки. Залежно від прийнятих в технологічній інструкції режимних параметрів процесу пастеризації молока і молочних продуктів застосовують відповідне обладнання. Для тривалої пастеризації використовують ємності періодичної дії, а для короткочасної і моментальної пастеризації - пластинчасті, трубчасті та інші пастеризаційних апарати.
1.2 Пристрій пастеризатора молока типу В«труба в трубіВ»
До складу установки входять відцентровий насос для молока 1, відцентровий насос для води (Не показаний), молокопроводи 2 і 3, водопроводи 6 і 7, патрубки для відводу води 5 і пастеризованого молока 4, трубчаста рама 8 (лист ТОЖПП 65.ХХ.02.001 ВО). p> Трубчастий теплообмінний апарат являє собою 20 робочих циліндрів, змонтованих на рамі. Робочі циліндри змонтовані в два ряди, по десять циліндрів в кожному ряді. Усередині робочого циліндра знаходиться трубка внутрішнім діаметром 13 мм. Внутрішній діаметр робочих циліндрів дорівнює 28 мм. p> Поверх циліндрів можна передбачити термоізоляцію.
З'єднання труб і патрубків здійснюється за допомогою накидних гайок.
1.3 Принцип роботи пастеризатора
Молоко температурою 50 В° С відцентровим насосом 1 по молокопроводу 2 подається в труб...
