(2.31)
Суммарная мощность на привод пастеризатора определится:
N = Nбар + Nсопр (2.32)
где: Nсопр – мощность на преодоление гидравлического сопротивления, равная Nсопр = g Qм Н Вт,
Nбар – мощность на привод барабана Nбар = P v 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.
(2.33)
2.6. Расчет регенеративных теплообменников
После пастеризации молоко охлаждают до температуры, обеспечивающей его сохранность (5...8°С). Чтобы снизить расход холода, на первой ступени его охлаждают молоком, поступающим на пастеризацию. При этом одновременно снижается расход теплоты на пастеризацию, поскольку в пастеризатор поступает молоко уже предварительно подогретое. Процесс предварительного подогрева исходной жидкости теплотой охлаждаемой жидкости называется регенерацией теплоты.
Количество теплоты, полученной молоком, идущим на пастеризацию:
Gp = Qмcм(tp м - tн м) (2.34)
Количество теплоты, необходимой для пастеризации молока, определяется уравнением (2.23).
Отношение количества теплоты, полученной в регенераторе, к количеству теплоты, потребной для пастеризации, называется коэффициентом регенерации:
(2.35)
Поскольку расход молока, идущего на пастеризацию и охлаждаемого после пастеризатора, одинаков, в противоточном регенеративном теплообменнике температурный напор постоянен (см. рис. 2.14) на всем пути движения молока:
&Delata;t = tкм - tрм = Δtcp (2.36)
Откуда tрм = tкм - Δtcp .
Подставим это значение в коэффициент регенерации:
(2.37)
Откуда:
&Delata;tcp = (1- ε)(tк м - Tн м) (2.38)
Площадь теплообменной поверхности регенератора определяется по ранее приведенным формулам, исходя из уравнения баланса теплоты:
(2.39)
Подставляя значение Δtcp :
(2.40)
Анализ формулы показывает, что с увеличением коэффициента регенерации площадь теплообменной поверхности увеличивается по гиперболе. Пастеризационные установки, как правило, снабжены теплообменниками, в которых, кроме пастеризации молока, т.е. доведения его до нужной температуры с последующей выдержкой, предусмотрены регенерация теплоты в одной-двух
секциях и охлаждение молока в двух секциях водой и рассолом или ледяной водой. Для расчета таких многосекционных теплообменных устройств строят график изменения температуры в каждой секции и расчет по вышеприведенным формулам также производят для каждой секции.
2.7. Типы сепараторов, принцип работы и конструкции
Операциями первичной обработки молока являются очистка от посторонних примесей и отделение сливок от молока. Молоко, как известно, представляет смесь жира плотностью 877...961 кг/м3 и плазмы (белки, вода, минеральные вещества) плотностью 1006...1036 кг/м3 . Такую дисперсную смесь, включающую также посторонние твердые включения различной плотности, можно разделить двумя способами:
-
отстоем в поле земного тяготения: более тяжелые составляющие с течением времени осядут, более легкие всплывут;
-
сепарированием на механических центрифугах в поле центробежных сил: более тяжелые составляющие смеси перемещаются к периферии вращающегося ротора, более легкие — вытесняются ими к центру.
Для отделения механических включений применяются различные фильтры, через которые под давлением пропускается молоко. Способ естественного отстоя малопроизводителен. При этом нет четкой границы разделения компонентов смеси. Разделение в поле центробежных сил интенсифицирует процесс. При этом появляется возможность регулирования качества разделения путем изменения силового поля. В связи с этим механическое разделение молока получило преимущественное применение при его обработке.
Сепараторы по своему назначению подразделяются на сливкоотделители, очистители, нормализаторы и универсальные агрегаты. По конструктивным особенностям они могут быть открытыми, полузакрытыми и герметичными.
