1.3. Емкостные аппараты с унифицированной рубашкой Назначение.

Нагрев до температуры 95-98 °С. Охлаждение до 4-6 °С. Временная выдержка при заданной температуре.

Применение в обвязке электроуправляемых индукционных клапанов упрощает конструкцию и систему управления.

Рис. 11. Сокращение номенклатуры емкостных аппаратов в результате унификации

Рис. 12. Схемы аппаратов с трехстенной рубашкой (а) и с рубашкой с анкерными связями (б)

Результаты сравнительных испытаний емкостных аппаратов различной конструкции, проведенные на воде, представлены на рис. 9.

Анализ результатов испытаний показывает, что удельная скорость нагрева в аппарате с унифицированной теплообменной рубашкой минимум в 1,5 раза больше, чем в существующих конструкциях. Скорость охлаждения больше в 1,28 раза. Таким образом, использование новых емкостей снижает энергозатраты при производстве продукции и сокращает продолжительность технологического процесса, что благотворно сказывается на себестоимости получаемой продукции.

Результаты проведенных исследований оправдывают постановку на производство емкостей нового типа. Следует отметить, что кроме снижения металлоемкости, повышения технологичности изготовления, упрощения конструкции и связанного с этим повышения эксплуатационных характеристик появляется возможность создания автоматизированных участков, способных гибко перестраиваться с выпуска одного продукта на другой.

Рис. 13. Зависимость скорости нагрева (а) и охлаждения (б) от конструкции аппарата: 1 - аппарат с унифицированной рубашкой анкерного типа; 2 - аппарат с трех стенной рубашкой; 3 - аппарат с трех стенной рубашкой и автономным нагревом (ТЭНы).

Унификация емкостных аппаратов для молочной промышленности

В действующем отраслевом каталоге технологического оборудования для молочной промышленности представлено достаточно много типов различных емкостей и емкостных аппаратов, в основном уже практически не выпускаемых отечественными заводами [2,3]. Широкая номенклатура емкостей не всегда оправдана различными конструктивными особенностями емкостного оборудования, чаще всего повторяющимися для разных технологических процессов.

При тепловой обработке молочных продуктов в емкостях типа ВДП, ОПА, ОПБ, ОТ-2А, ОЗУ:

• нагрев осуществляется подачей пара в водяную рубашку;

• охлаждение - подачей холодной воды в водяную рубашку или ледяной воды в дополнительную рубашку охлаждения в виде змеевика. При тепловой обработке в емкостях типа ОСВ, Л5-ОАВ;

• нагрев и охлаждение продукта происходят путем подачи теплоносителя в рубашку, выполненную в виде змеевика.

Принципиального различия в конструкциях для разных технологических процессов не наблюдается. Это в свое время подтолкнуло к проведению анализа влияния технологических параметров на конструктивные особенности емкостных аппаратов. Проведенный анализ позволил классифицировать, разработать и поставить на производство емкостные аппараты, унифицированные по конструктивно-технологическим признакам [1]:

• емкости созревания ВС для низко¬температурной обработки(рубашка в виде змеевика);

• ванны длительной пастеризации типа ВДП (пароводяная рубашка и дополнительная рубашка охлаждения в виде змеевика);

• закрытые емкостные аппараты типа ВЗ и ВСК для проведения технологического процесса без кон¬такта с окружающей средой.

Кроме того, аппараты типа ВДП, ВЗ, ВСК имеют модификацию с автономным электронагревом.

В настоящее время специалистами «ОКБ ОСКОН» в процессе разработки и изготовления новой техники отработаны конструкторские решения, нашедшие применение при производстве емкостного оборудования.

Предложена конструкция рубашки с анкерными связями (патент РФ 35953), в которой благодаря принудительному распределению теплоносителя тонким слоем по большой площади процесс теплообмена приближен к процессу в пластинчатом теплообменнике. Анкерные связи повышают механическую прочность конструкции и степень турбулентности потока.

Применение паяных пластинчатых теплообменников в системе подготовки теплоносителя обеспечивает получение горячей воды без эффекта газоводяной смеси. Такое решение отработано и хорошо зарекомендовало себя в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках (рис. 1).

Применение программного обеспечения, используемого в пастеризационно-охладительных установках «ОКБ ОСКОН», для управления процессами нагрева и охлаждения позволяет автоматизировать рабочий процесс и в емкостных аппаратах новой конструкции. Независимое регулирование температуры в каждой емкости при использовании на несколько аппаратов одного блока подготовки теплоносителя (рис. 2) позволяет автоматизировать работу всего участка приготовления закваски или участка кисломолочных продуктов.

Рис. 14. Схема обвязки аппаратов с блоком подготовки теплоносителя (а) и общий вид блока в составе емкостей (б)

Перечисленные решения позволили провести дальнейшую унификацию емкостного оборудования (рис. 3). В конструкции емкостного аппарата вместо сложной трехстенной пароводяной рубашки с отдельным змеевиком охлаждения (рис. 4, а) применяется единая рубашка с анкерными связями (рис. 4, б). В зависимости от температуры подаваемой в унифицированную рубашку воды аппарат может использоваться как для низкотемпературной, так и для высокотемпературной обработки. Использование рубашки как для нагрева, так и для охлаждения снижает металлоемкость в среднем в 1,56 раза по сравнению с аппаратами, имеющими трехстенную рубашку. Система управления блоком подготовки теплоносителя позволяет быстро изменять параметры технологического процесса, мягкий нагрев теплоносителя исключает образование пригара на стенках аппарата. За счет особенностей программного обеспечения различные изменения технологических параметров возможны одновременно в нескольких резервуарах.