В мoлoчнoй прoмышленнocти в cвязи co cпецификoй технoлoгий oбрабoтки иcключительнoе применение пoлучили деаэратoры вакуумнoгo типа, в кoтoрых cocтoяние кипения продукта cоздаетcя вакуумированием парогазовой cмеcи до давления наcыщения и ниже при cоответcтвующей температуре подачи продукта в деаэратор. Кировcкое научно-производcтвенное предприятие ОКБ «Молочные машины руccких» разработало деаэрационную уcтановку центробежно-пленочного типа.
Наличие в воде киcлорода и агрессивных анионов, особенно хлорированных, резко сокращает срок работы тепловых сетей. За счет деаэрации и водоподготовки изменяются стационарный потенциал, значения критических потенциалов и критических токов металла. Это повышает сопротивление коррозии.
Качество молочных продуктов, связанное с наличием «кормового» привкуса, сохранностью питательных веществ и витаминов, во многом определяется наличием растворенных газов. ОКБ «Молочные машины русских», организованное для обеспечения молокоперерабатывающей отрасли самой современной техникой, производит технологическое и организационно-технологическое оборудование, отвечающее высоким стандартам качества.
Существующая в настоящее время теория объясняет процесс удаления растворенных газов действием механизма дисперсии с выделением его в виде мелких пузырьков, образующихся в продукте, находящемся в состоянии насыщения (кипения). Организация процесса распыления в деаэраторе выполнятся по двум схемам:
- тангенциальная подача продукта в деаэратор, обеспечивающая образование пленки, вращающейся по стенке аппарата, – центробежно-пленочный деаэратор;
- подача продукта в деаэратор в виде струй, распадающихся на капли, – струйно-капельный деаэратор.
Анализ схем выявил следующие преимущества тангенциальной подачи: движение пленки по стенке центробежно-пленочного деаэратора и вращение столба продукта в нижней части деаэратора обеспечивают перемешивание слоев жидкости, что способствует более эффективному выделению растворенных газов. В струйно-капельных деаэраторах, наоборот, слои продукта в струях, каплях и в столбе нижней части деаэратора относительно друг друга неподвижны Обеспечение работы деаэратора требует значительной площади поверхности теплообмена, что приводит к увеличению габаритных размеров и металлоемкости конструкции.
Наличие в воде киcлорода и агрессивных анионов, особенно хлорированных, резко сокращает срок работы тепловых сетей. За счет деаэрации и водоподготовки изменяются стационарный потенциал, значения критических потенциалов и критических токов металла. Это повышает сопротивление коррозии.
Качество молочных продуктов, связанное с наличием «кормового» привкуса, сохранностью питательных веществ и витаминов, во многом определяется наличием растворенных газов. ОКБ «Молочные машины русских», организованное для обеспечения молокоперерабатывающей отрасли самой современной техникой, производит технологическое и организационно-технологическое оборудование, отвечающее высоким стандартам качества.
Существующая в настоящее время теория объясняет процесс удаления растворенных газов действием механизма дисперсии с выделением его в виде мелких пузырьков, образующихся в продукте, находящемся в состоянии насыщения (кипения). Организация процесса распыления в деаэраторе выполнятся по двум схемам:
- тангенциальная подача продукта в деаэратор, обеспечивающая образование пленки, вращающейся по стенке аппарата, – центробежно-пленочный деаэратор;
- подача продукта в деаэратор в виде струй, распадающихся на капли, – струйно-капельный деаэратор.
Анализ схем выявил следующие преимущества тангенциальной подачи: движение пленки по стенке центробежно-пленочного деаэратора и вращение столба продукта в нижней части деаэратора обеспечивают перемешивание слоев жидкости, что способствует более эффективному выделению растворенных газов. В струйно-капельных деаэраторах, наоборот, слои продукта в струях, каплях и в столбе нижней части деаэратора относительно друг друга неподвижны Обеспечение работы деаэратора требует значительной площади поверхности теплообмена, что приводит к увеличению габаритных размеров и металлоемкости конструкции.
Конструкционные особенности деаэратора
В зависимости от диаметра деаэратора и скорости подачи продукта расчет формы воронки позволил создать оригинальные конструкции подающего патрубка и формы нижнего дна. В результате были обеспечены эффективное гашение воронки и устойчивость работы откачивающего насоса. Конструкция подающего патрубка формирует тонкую пленку продукта, увеличивая площадь выделения газов.
В комплект входят: вакуумная емкость, в т.ч. встроенный охладитель и моечное устройство, рама с площадкой обслуживания, вакуумный и продуктовый насосы, запорно-регулирующая арматура, трубопроводы и контрольно-измерительные приборы.
По результатам испытаний, при подаче в деаэратор продукта, перегретого на 4-5°C, снижение концентрации веществ, определяющих привкусы молочных продуктов, составило 8-10 раз от исходной.
Опыт эксплуатации разработанных ранее на предприятии деаэрационных установок, которые входят в состав ПОУ, позволил провести их
совершенствование с учетом гидравлического анализа. При изменении режимов работы универсальной пастеризационной установки изменяется главная характеристика продуктового насоса. Это очень серьезно сказывается на стабильности работы деаэратора. Поскольку в нем происходит разрыв транспортного потока, то при изменении режимов возможна трансформация уровня жидкости, что определенным образом влияет на работу насоса после деаэратора и в итоге - на производительность всей линии. Выбор насоса здесь также рассчитывается индивидуально для каждой установки и с учетом видоизменения гидравлического сопротивления, а расходная характеристика стабилизируется при помощи частотного преобразователя.
Управление частотным преобразователем происходит благодаря специальным датчикам, измеряющим давление в деаэрационной установке с учетом заданного вакуума при помощи специальных программ. Так независимо от режимов работы технологической линии в баке деаэратора поддерживается постоянный уровень жидкости.
Кроме того, для обеспечения качественной работы насоса, установленного после деаэратора, дополнительно спроектирована рубашка охлаждения жидкости в нижней части бака деаэратора и проведен расчет размера выходного патрубка. Изменены конденсатор, оригинальная конструкция которого выполнена в виде трубной решетки, а также конструкция патрубка входа продукта, предназначенная для более качественного образования центробежной пленки, способствующей эффекту дегазации.
Центробежные насосы для перекачки жидких пищевых продуктов
Современная линия рассчитана на быстро изменяемые режимы работы, при этом происходит смена сопротивления всей системы, что однозначно влияет на главную характеристику продуктового насоса. Например, переключение с малого выдерживателя на более длительный в пастеризационно-охладительной установке увеличивает гидравлическое сопротивление системы. В результате величина расхода подающего насоса может измениться, что приведет к разбалансировке работы всей установки. Для унификации производства разработанных насосов основной типоряд решено определять по размерам рабочего колеса.
Одним из необходимых расчетов теплообменных установок является расчет по гидравлическим потерям. Зная потери в транспортном потоке установки, посредством специального клапана можно создать завышенное гидравлическое сопротивление, т.е. постоянное давление (т.н. «подпор» потока) при любых заданных режимах работы. По нему рассчитывается либо подбирается подающий насос с напорной характеристикой, равной или превышающей это давление. В этом случае на разных режимах гидравлическое сопротивление системы изменяется незначительно, но расходная характеристика насоса неизбежно будет изменяться. Для обеспечения ее постоянной величины насос должен комплектоваться частотным преобразователем и счетчиком-расходомером.
Разработанное программное обеспечение системы позволяет на основании сигнала расходомера управлять насосом, изменяя частоту вращения электродвигателя, тем самым сохраняя заданный расход на любых режимах работы линии и обеспечивая стабильность технологического потока. В поточных установках приема молока для определения количества принимаемого сырья наибольшее распространение получили индукционные расходомеры, обеспечивающие при относительно невысокой цене погрешность измерений до ±0,25%. На практике заданную погрешность получить достаточно сложно по причинам, связанным с особенностями конструкции и наличием в молоке воздуха.
Воздух, объем которого может достигать 6%, попадает в молоко в результате аэрации при перекачивании центробежными насосами, а также при хранении и транспортировании в не полностью заполненных резервуарах и цистернах. Поэтому при приеме молока необходимо удаление воздуха из продукта с помощью специальных воздухоотделителей.
По конструкционной схеме забора молока различают следующие поточные установки приема: с использованием центробежного насоса и с применением принудительного разряжения, создаваемого вакуумным воздухоотделителем во всасывающем трубопроводе.
При скачивании молока согласно схеме с использованием центробежного самовсасывающего насоса нужно обязательно выполнять некоторые условия. Так, необходимо предварительное вручную заполнить полости насоса;, при этом всасывающий трубопровод должен иметь вертикальные и горизонтальные участки без образования провисающих петель, а заборный патрубок молоковоза надо расположить выше всасывающего патрубка центробежного насоса. На практике скачивание молока зачастую производят погружением сливного рукава через горловину цистерны. В результате при размещении рукава образуются провисающие участки петли.
При этом не обеспечивается полное скачивание молока, и для удаления всех остатков необходимо ручное опорожнение посредством последовательного поднятия участков рукава. Выполняется это не всегда, в результате чего возникают дополнительные неучтенные объемы молока. Для снижения погрешности измерения предлагается использовать схему с принудительным вакуумированием, принцип работы которой заключается в следующем. После подключения рукава к молоковозу в вакуумном воздухоотделителе создается разрежение. Под действием вакуума из всасывающего рукава удаляется воздух, затем воздухоотделитель постепенно заполняется молоком, что обеспечивает гарантированное заполнение всасывающего патрубка насоса с последующим его включением.
Так на практике устраняются неизбежные организационные недостатки работы схемы. Насос постоянно находится под заполнением без образования воздушных пробок и создает равномерный постоянный поток.
