От амфоры до тетрапака

Большое распространение получили двух- и многосекционные аппараты этого типа. Примером комбинированного теплообменника, осуществляющего комплексную тепловую обработку жидких пищевых продуктов, может служить пластинчатый аппарат для пастеризации и охлаждения молока, который входит в состав автоматизированной пластинчатой пастеризационной установки (рис. 31). Он состоит из четырех секций (пакетов) теплообменных пластин, установленных на общей раме. Каждая секция подобна по устройству рассмотренной ранее конструкции (см. рис. 30). Кроме теплообменных пластин, в комбинированном аппарате устанавливают промежуточные плиты, расположенные между секциями и имеющие патрубки для подвода и вывода молока и теплоносителя.

Рис. 31.Автоматизированная пластинчатая пастеризационно-охладительная установка (принципиальная схема):

1 — комбинированный пластинчатый теплообменный аппарат; 2 — насос горячей воды; 3 — бойлер; 4 — инжектор; 5 — шкаф управления, 6 — трубчатый выдерживатель молока; 7 — клапан автоматического возврата недопастеризованного молока; 8 — танк; 9, 11 — молочные насосы, 10 — уравнительный бак, 12 — стабилизатор потока; 13 — секция пастеризации, 14 — секция рекуперации, 15 — секция охлаждения водопроводной водой, 16 — секция охлаждения ледяной водой; 17 — сепараторы-молокоочистители; 1 — неочищенное молоко; 11 — очищенное молоко; III — пастеризованное молоко; IV — недопастеризованное молоко; V—горячая вода, VI — водопроводная вода; VII — ледяная вода.

Процесс тепловой обработки начинается с того, что сырое молоко с температурой около 35 градусов поступает во входной контур секции рекуперации, где подогревается до 60—70 градусов горячим пастеризированным продуктом, движущимся по другому контуру секции. Затем подогретое молоко проходит в секцию пастеризации, в которой, получая тепло от воды, нагретой в бойлере паром, приобретает температуру 85—90 градусов. Температуру контролируют по термометру, установленному на молокопроводе, соединяющем секции пастеризации и рекуперации. Если процесс не предусматривает фазы выдержки, то молоко из секции пастеризации идет во второй контур секции рекуперации. В зависимости от размеров этой секции пастеризованный продукт охлаждается в большей или меньшей степени потоком сырого молока, затем поступает в секцию водяного охлаждения (проточной водой) и, наконец, попадает в секцию рассольного охлаждения (или ледяной водой), откуда выходит с температурой 3—5 градусов.

Современные автоматизированные пластинчатые пастеризационно-охладительные установки представляют собой сложные комплексы, включающие также сепараторы-очистители и нормализаторы молока и средства автоматизации для обеспечения контроля и регулирования работы всего оборудования в целом. Типичным примером здесь может служить установка ОП-2-У5 производительностью 5 тонн молока в час.

Таким образом, в комбинированных пластинчатых теплообменных аппаратах молоко после пастеризации подвергают охлаждению. Горячее молоко, идущее на охлаждение при температуре 71—92 градуса, содержит большое количество тепла, которое может быть утилизировано. С этой целью пастеризованный продукт направляют в специальную секцию аппарата для предварительного подогрева поступающего сырого молока. В результате пастеризованное молоко в значительной степени теряет температуру (обычно на 20— 30 градусов) и в дальнейшем требует уже меньшего окончательного доохлаждения.

Рекуперация позволяет существенно сократить затраты тепла, расходуемого на пастеризацию. По данным профессора Н. В. Барановского, в современных комбинированных пластинчатых аппаратах экономия достигает 90 процентов количества тепла, необходимого для нагревания массы продукта от начальной до конечной температуры. Благодаря рекуперации расход пара при тепловой обработке молока может быть снижен в десять раз.