Число рабочих пластин в секции (теплообменных поверхностей):
(2.15)
где: fпл – площадь рабочей поверхности одной пластины.
Чтобы молоко успело охладиться до заданной температуры, оно должно находиться в охладителе определенное время и это можно представить, как необходимое количество тепла для охлаждения молока, находящегося одновременно в охладителе (количество каналов для молока Zпл / 2):
(2.16)
Выражая (2.16) через количество тепла общеизвестного по формуле Ньютона определим время нахождения молока в охладителе:
(2.17)
Это же время можно определить по скорости движения молока в охладителе vм :
(2.18)
Приравняв (2.17) и (2.18), определим скорость движения молока в охладителе:
(2.19)
Производительность охладителя:
(2.20)
поскольку hb = fпл .
Пользуясь приведенными формулами, по заданной производительности можно определить параметры охладителя. Если охладитель многосекционный (водяные секции, рассольные), расчет производится для каждой секции отдельно.
При этом конечная температура предыдущей секции является начальной для последующей.
2.4. Пастеризаторы молока, их классификация, принцип работы и конструкции
С целью уничтожения находящихся в молоке бактерий его подвергают нагреванию до определенной температуры. Факт обеззараживания различных материалов, в том числе продуктов, путем их нагревания установил выдающийся французский ученый Луи Пастер. По его имени этот процесс назван пастеризацией, а аппараты, в которых осуществляется этот процесс, - пастеризаторами.
По мере развития науки и техники уничтожение вредных бактерий стали осуществлять не только нагреванием, но и другими физическими методами, однако процесс обеззараживания все равно называется пастеризацией. Пастеризаторы молока подразделяются по способу обработки на термические, в которых молоко нагревается ниже температуры кипения, и холодные, в которых уничтожение бактерий осуществляется различными физическими воздействиями - облучением ультрафиолетовыми или инфракрасными лучами, радиацией, обработкой ультразвуком и т.п.; по источнику энергии - на паровые, электрические с индукционным нагревом, излучательные; по характеру выполнения процесса - непрерывного и периодического действия; по конструктивному выполнению - пластинчатые, трубчатые, центробежные с вытеснительным барабаном, емкостные с рубашкой и мешалкой; по числу секций - одно-, двух-, многосекционные или комбинированные; по направлению жидкости и теплоносителя — прямоточные и противоточные. Наибольшее распространение при обработке молока получили термические пастеризаторы. При этом по режиму работы они подразделяются на три типа:
� Аппараты длительной пастеризации молока, в которых нагрев осуществляется до 63...65°С с выдержкой при этой температуре в течение 30 минут.
-
Аппараты кратковременной пастеризации, в которых нагревание молока производится в тонком слое до температуры 76 ± 2°С с выдержкой в течение 20 секунд.
-
Аппараты мгновенной пастеризации, в которых молоко в течение нескольких секунд нагревается до температуры 85...87°С без его дальнейшей выдержки.
Холодная пастеризация сводится в основном к ультрафиолетовому облучению непрерывно движущегося тонкого слоя молока или воздействию на него колебаний звуковой частоты (8...10 * 103 Гц) магнитострикционными вибраторами. В последнем случае желательна выдержка молока в этом режиме около 1 с.
Аппараты длительной пастеризации применяют для подогрева молока перед сепарированием или его сквашиванием. Длительная пастеризация оказывает наибольшее воздействие на физико-механические свойства молока, но обеспечивает надежное уничтожение всех видов микроорганизмов за исключением термостойких бактерий. Длительная пастеризация молока осуществляется в ваннах длительной пастеризации ВДП-300; Г6-ОПБ-300; Г6ОПБ-600; Г6-ОПБ-1000. Все ванны одинаковы по устройству и имеют водяную рубашку вокруг рабочей емкости и мешалку с приводом.
Кратковременная пастеризация осуществляется на пластинчатых пастеризационно-охладительных установках ОПФ-1; ОПУ-3М; ОП2-У5. Все они работают в автоматическом режиме и включают пластинчатый пастеризатор, выдерживатель, регенератор, охладитель и молокоочиститель.
Мгновенная пастеризация молока осуществляется на аппаратах с вытеснительным барабаном ОПД-1М, П-12. Молоко в них проходит в зазоре между стенками вытеснительного барабана и неподвижного резервуара, имеющего параболоидную форму. Внутрь барабана и снаружи резервуара пускается пар. Барабан приводится во вращение от электродвигателя. Ко всем пастеризаторам предъявляются следующие требования: полное уничтожение микробов всех форм; обработка не должна ухудшать свойств молока; простота устройства и эксплуатации; поверхности, соприкасающиеся с
