2.Проектирование технологической линии охлаждения молока.

Предпосылки и требования к охлаждению молока.

Свежевыдоенное молоко является бактерицидным в течение 2 часов, поэтому в течение этого времени молоко необходимо охладить. При температуре хранения 37градС молоко хранится в течение 2 часов, при 5градС – 36 часов. Особенно неблагоприятно температура молока влияет на количество бактерий, находящихся в нем. После доения в молоке содержится 11.5 тыс. бактерий в 1 мл. После 24 часов хранения: в охлажденном – 62 тыс. бак. в 1 мл; в неохлажденном -1300 тыс. бак. в 1 мл.

Изменение микрофлоры в молоке при его хранении условно проходит в 4 фазы:

1 Бактерицидная фаза. Отсутствие размножения бактерий либо уменьшение их количества.

2 Смешанной микрофлоры. Начинается после бактерицидной и ее окончание характеризуется преобладанием молочнокислых бактерий над остальной микрофлорой.

3 Фаза молочно-кислых бактерий. Характеризуется доминированием молочно-кислых бактерий в результате чего молоко сквашивается. При дальнейшем хранении сквашенного молока молочно-кислые бактерии погибают под влиянием продуктов своей жизнедеятельности.

4 Стадия дрожжей и плесени. Характеризуется высокой кислотностью при которой развиваются только дрожжи и плесени, разлагаются белки, сгусток исчезает и создаются благоприятные условия для развития гнилостных бактерий.

Технология охлаждения молока с помощью льдоаккумуляторов.

На МТФ охлаждение продуктов осуществляется с помощью ледяной воды. Ледяную воду подают в технологические аппараты, а подогретую возвращают на охлаждение. Для этой задачи используют льдогенераторы .

  Рис. 11 – Схема генератора чешуйчатого льда с намораживанием на внутренней стенке неподвижного цилиндра : ^ 1 – патрубок слива избыточной воды на рециркуляцию; 2 – вращающаяся водосборная воронка 3 – сальник подачи воды в полый вал;  4 – опора вала; 5 – водоороситель; 6 – вал;  ^ 7 – изоляция цилиндра; 8 – патрубок отвода паров хладагента; 9 – передача на вал от редуктора;  10 – редуктор; 11 – электропривод;  12 – кронштейн ножа; 13 – поверхность намораживания цилиндра; 14 и 15 – патрубки подачи хладагента и воды соответственно Устройство для орошения барабана водой выполнено в виде перфорированных трубок, расположенных за ножом по ходу вращения барабана: одна из них – вертикальная, вдоль образующей цилиндра, другая – охватывает барабан в верхней части на 3/4 периметра (рис. 10). Частота вращения барабана – до 2 об/мин, регулируемая. Барабан изготовлен из хромированной или плакированной коррозионно-стойким слоем конструкционной стали. Вырабатывается крупночешуйчатый лед с толщиной 1.5 – 2 мм, переохлажденный до минус 5 – 8 °С, так как перед ножом на последней четверти окружности барабана нет орошения водой. Переохлажденный лед значительно легче скалывается с поверхности барабана и не "спекается" в бункере. Таблица 1 – Технические характеристики льдогенераторов «Атлас»

Характеристика	Тип генератора
	V 70	V 155	V 310	VD 740	VD 1200
Производительность, т/сут	1.5 – 3.5	3 – 8	6 – 16	15 – 37	24 – 60
Площадь поверхности барабана, м^2	0.9	1.9	3.9	9	11
Частота вращения ротора, об/мин	0.7 – 4.0	0.7 – 4.0	0.7 – 4.0	1 – 2	0.7 – 4.0
СТемпература кипения хладагента,	от –15 до –40	от –15 до –40	от –15 до –40	от –15 до –40	от –15 до –40
Мощность двигателя, кВт: – привод – насос
	0.37	0.37	0.736	0.736	0.736 х 2
	0.37	0.37	0.37	0.37	0.55
Габаритные размеры, мм	680 х 650 х 1510	1230 х 1045 х 1830	1230 х 1045 х 2450	1950 х 1105 х 2890	1950 х 1395 х 3700
Масса, кг	470	1350	1610	4500	5300

Примечание. Материал барабана – хромированная сталь, холодильный агент – R12, R22, NH₃

Классификация и характеристика холодильных агентов.

Хладагент – рабочее вещество холодильной машины. Основными хладагентами являются: аммиак, хладон, вода и воздух. Последние два применяются в установках кондиционирования воздуха, где температура хладоносителя выше 0градС. Аммиак широко применяется в сельском хозяйстве в виде водного раствора в форме подкормки растений в фазе роста. В холодильной технике применяется в поршневых компрессионных машинах, а также абсорбционных установках. Аммиак является бесцветной жидкостью с большой теплотой парообразования, слабой растворимостью в масле, достаточно низкой температурой кипения – при 1 атм. - -33.4градС. Отрицательными свойствами аммиака является резкий запах, ядовитость и взрывоопасность в концентрациях >16%. Аммиак является дешевым хладагентом, поэтому при соблюдении определенных условий его применение оправдано. В настоящее время аммиак применяют для получения темпертур кипения -30 - -40градС для холодильных машин небольшой производительности. Аммиак неограниченно растворяет воду, поэтому при попадании небольшого количества воды в систему холодильной машины ее работа почти не нарушается. Аммиак не оказывает коррозирующего воздействия на сталь, но в присутствии воды разъедает медь, цинк, бронзу.

Хладоны. Являются галоидопроизводными предельных углеводородов, полученных путем замещения атомов водорода в насыщенном углеводороде СnHn+2 атомами фтора, хлора, брома. Все хладоны обозначаются символами RN, где R – символ указывающий вид хладагента, N – номер хладона или присвоенный номер для других холодильных агентов. Расшифровка: первая цифра в двухзначном номере или первые 2 цифры в трехзначном обозначают насыщенный углеводород на базе которого получен хладон, справа указывают число атомов фтора в хладоне (R11, R12, R214), если в состав хладона входят атомы брома - после основного номера пишут «В» и после нё число атомов брома.

Свойства хладонов.

1 Теплофизические: вязкость, теплопроводность, плотность оказывают значительное влияние на коэффициент теплоотдачи при кипении и конденсации. При больших значениях теплопроводности и плотности малой вязкости – коэф. теплоотдачи увеличивается. Сопротивление в системе циркуляции хладагента при росте вязкости и плотности.

2 Физико-химические: растворимость в смазочных маслах и в воде, инертность и металлам, взрывоопасность, воспламеняемость. Последние 2 показателя для большинства хладонов невысокие, исключение составляют хладон R12, который очень широко применяется в холодильной технике. В открытом пламени этот хладон разлагается на ядовитый газ фозген. Недостатком является то, что при испарении в силу своей инертности он достигает верхних слоев атмосферы, где высвобождает хлор, который разрушает озоновый слой. Поэтому R12 запрещен, заменившие его хладоны R22, R123 и подобные разрешены к временному использованию.

Хладоны по сравнению с аммиаком имеют боле низкую температуру кипения и более высокую теплоту парообразования. Перспективным для замены вышеперечисленных хладонов являются гидрофторуглеводороды и особенно гидрохлорфторуглеводороды, в составе которых есть водород. При испарении эти хладоны распадаются уже в низких слоях атмосферы. Примерами таких хладонов явл. R184а, R404a, которые хотя имеют несколько ниже теплопроизводительность чем предыдущие хладоны, но являются более безопасными.