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.

В открытых сепараторах поступление молока и отвод продуктов сепарации осуществляется в соприкосновении с окружающим воздухом. Подача их небольшая и не превышает 0,3 кг/с.

В полузакрытых сепараторах подвод молока осуществляется в соприкосновении с воздухом, а отвод — без соприкосновения. Подача 0,5...1,0 кг/с.

Герметические сепараторы отличаются тем, что подача молока и отвод продуктов сепарации происходят без доступа воздуха под давлением. Применяются они в пастеризационно-охладительных установках. Подача превышает 1 кг/с.

Принцип работы очистителей сепараторов основан на следующем. Молоко поступает в центральную часть барабана сепаратора и растекается тонким слоем по межтарелочным пространствам от оси барабана к периферии. Тяжелые составные части молока (плотность сахаров — 1,6, белков — 1,39, солей

— 2,85, сомо — 1,6, воды — 1 г/см³ , под действием центробежной силы устремляются к периферии барабана. Жир молока, как более легкая составная часть (0,92 г/см³ ), вытесняется к центру барабана и по отверстиям в тарелках удаляется из сепаратора. Обезжиренное молоко из периферийной части сепаратора выводится через другое отверстие.

Регулированием сечения выходного отверстия обезжиренного молока регулируют его остаточную жирность и жирность сливок. Очистители молока отличаются только тем, что в тарелках нет отверстий для удаления сливок, а примеси собираются в специальных сборниках, которые периодически очищаются.

Качество и эффективность сепарирования зависят от следующих факторов:

• Чистоты и свежести молока. Чем ниже кислотность и загрязненность, тем дольше может работать сепаратор без остановок для промывки. Предельная кислотность молока — 220Т.

• Крупности жировых шариков. Чем крупнее шарики, тем быстрее происходит сепарирование.