3.4 Расчет линии охлаждения

Охлаждают молоко в потоке на оросительных или пластинчатых охладителях молока. Хладоносителем в них служит вода или рассол.

Рабочую поверхность охладителя можно рассчитать по формуле:

,

где q_p – количество продукта подлежащего охлаждению за 1 ч, кг;

c – теплоёмкость молока, Дж/(кгс), 3948 Дж/(кгс)

t₁ – начальная температура продукта, с;

t₂ конечная температура продукта, с;

k – общий коэффициент теплопередачи, Вт/(м²с) (к=1200…1400 Вт/(м²с)) [7];

t_ср средняя логарифмическая разность температур, с ;

,

где t_max – разность температур жидкости в начале процесса, с

t_min – разность температур жидкости в конце процесса, с (t_min =2…3 с) [7].

с

Следовательно,

Выбираем марку охладителя:

пластинчатый охладитель АДМ-13000.

Выбрав марку охладителя, определяем количество установок по формуле:

,

где f₀ - рабочая поверхность охладителя принятой марки, м³;

установка.

Количество пастеризаторов определяют по формуле:

,

где Gч.п. - часовая производительность одного пастеризатора, кг/ч;

пастеризатор ОПД-1М

Часовой расход пара П, кг/ч, на пастеризацию (нагрев) продукта определяют по формуле:

,

где Gn - количество продукта, которое необходимо пастеризовать (на -

греть) в течение 1 часа, кг;

Сn - теплоемкость продукта, кДж/кг С;

tn - температура пастеризации (нагрева) продукта, град, (85…90С)

i_n - теплосодержание пара, кДж/кг;

 - теплосодержание конденсата, кДж/кг;

_n - тепловой КПД пастеризатора

(_n=0,9…0,95);

После пастеризации молоко охлаждают. С целью экономии тепла и холода (до 45%) используют регенеративный теплообмен, при котором молоко, идущее на пастеризацию, нагревают молоко, идущим из пастеризации.

При заданном коэффициенте регенерации необходимую рабочую поверхность регенератора определяют по формуле:

,

где Qч.n. - часовая производительность пастеризатора, кг/г;

Сn - теплоемкость продукта пастеризации, кДж/кг С;

Е - коэффициент регенерации (принимают 0,45);

tn - температура пастеризации, С;

tx - начальная температура молока, поступающего в регенератор

для подогрева, С;

,

Количество регенераторов находим по формуле:

,

где f₀ - рабочая поверхность регенератора принятой марки, м²;

,

Принимаем n₀ = 5 регенераторов.

Для подачи молока применяют специальные молочные насосы: НМУ-6 -центробежный горизонтальный одноступенчатый.

Диаметр молочных трубопроводов определяют по формуле:

;

где V - скорость движения молочных продуктов, м/с (рекомендуется

принимать для молока 0,5…1,5);

 - плотность молочных продуктов, кг/м³

0,041 м.

Принимаем d = 42 мм .

Расчетным данным наиболее подходит установка ОПФ-1 или ОПУ-3М, однако в хозяйстве уже есть установка ОПФ-1-300.