Оборудование для производства сухих молочных продуктов

Учащийся должен знать устройство и принцип работы контактных и распылительных сушилок.

Уметь обслуживать сушилки и определять расход воздуха и пара.

Практическое занятие 31

Приобретение навыков обслуживания оборудования для производства сухих молочных продуктов.

Цель. Изучить устройство и работу сушилок.

Практические занятия 32, 33 Изучение характерных неисправностей, возникающих при

использовании и обслуживании оборудования для производ­ства сухих молочных продуктов и влияющих на ход техноло­гического процесса и выход готовой продукции.

Цель. Изучить правила обслуживания и методы устране­ния неисправностей оборудования для производства сухих молочных продуктов.

Литература: Л-1, с. 285...354.

Методические указания

В молочной промышленности сушка применяется при про­изводстве сухого молока, сухих сливок, казеина, молочного сахара и других молочных продуктов.

Распространены два способа Сушки: контактный, при котором высушиваемый продукт соприкасается с нагретой поверхностью, и воздушный, при котором влага из продукта поглощается нагретым воздухом.

В последние годы в молочной промышленности для сушки молока и молочных продуктов появился ряд новых типов сушильных установок. Следует подробно ознакомиться с кон­струкцией сушильных установок, усвоить, как осуществляется процесс сушки молочного продукта в каждой из рассматри­ваемых сушилок. ^

В настоящее время все большее распространение находит выработка сухого молока путем двухступенчатой обработки с применением инстантайзеров и сушке молочных продуктов в кипящем слое. На отдельных заводах стали устанавливать форсуночные сушилки с горизонтальным расположением су­шильной башни.

Прежде чем перейти к методике расчета сушилок, необ­ходимо изучить диаграмму влажного воздуха и уметь опреде­лять по ней параметры.

На I-d-диаграмме (рис. 2) расположены:

d-const — вертикальные линии постоянного влагосодержания, значения находятся под осью абсцисс;

t-const — линии постоянной температуры, расположены наклонно вверх, слева направо; значение находится до 20°С слева оси ординат, после 20°С — справа;

φ-const — линии постоянной относительной влажности в виде пучка кривых, расходящихся вверх; значения располо­жены между кривыми;

i-const — линии постоянной удельной энтальпии воз­духа, идущие наклонно вниз, слева направо; значения распо­ложены слева оси ординат и над осью абсцисс;

t_к-const — линии постоянной температуры по мокрому термометру, пунктирные, идущие наклонно вниз; значения расположены между пунктирными линиями;

Р — линия парциального давления водяного пара, пря­мая идущая слева направо, вверх.

 

Рис. 2

Изменения состояния воздуха при нагреве в калорифере и прохождений в сушильной башне изобразить графически на I-d диаграмме. Для определения параметров воздуха, вхо­дящего в калорифер, надо знать два любые параметра, по которым, пользуясь диаграммой I-d, можно определить все остальные.

Например, известна температура наружного воздуха, по­ступающего в калорифер, по показаниям сухого термометра 20°С, относительная влажность воздуха ф=70%.

На диаграмме (рис. 3) находим точку пересечения этих двух линий (точка А).

Рис. 3

Точка А будет характеризовать основные параметры воз­духа, входящего в калорифер.

По этой точке определяем остальные параметры воздуха: влагосодержание d= 10,8 г/кг, энтальпия I = 47 кДж/кг. При нагревании воздуха в калорифере его влагосодержание остается постоянным. Если воздух нагревается до 170°С, то состояние воздуха, выходящего из калорифера и поступаю­щего в сушильную башню, характеризуется точкой пересече­ния вертикали, проводимой из точки А до линии t= 170°С (точка В),

Параметры нагретого воздуха, входящего в сушильную башню, будут следующими: d₁=d = 10,8 г/кг; I₁ = 202 кДж/кг.

Чтобы найти точку, характеризующую параметры воздуха, выходящего из сушильной башни, необходимо из точки В про­вести прямую, параллельную линиям I=const до пересечения с температурой t=75°С (точка С), с параметрами d₂ = 51 г/кг;

I₂=I₁=202 кДж/кг.

Таким образом, получены основные данные для определе­ния теоретического расхода' воздуха и теплоты на нагрев воздуха.

После изучения I-d диаграммы необходимо разобраться в основных расчетах сушильных установок.

Количество испаренной влаги W (кг/ч) определяется по формуле

W=M (С_с —С_в ) /С_с

где М - масса влажного продукта, кг/ч;

С_с - содержание сухих веществ в сухом продукте, %;

С_в - содержание сухих веществ во влажном про­дукте, %.

Это количество влаги W кг/ч должно быть поглощено воздухом, расход которого определяется по формуле

L =1000W/ (d₂-d₁),

где d₁ и d₂ - влагосодержание воздуха в начале, в конце сушки, г/кг.

На нагрев этого количества воздуха до температуры суш­ки в калорифере расходуется тепло Q, кВт, греющий пар D, кг/ч, количество которых определяют по формулам

Q=L(I₁-I); D=Q/(I_п-c_кt_к)η,

где I, I₁ - энтальпия воздуха до и после калорифера, кДж/кг;

I_п - энтальпия пара, кДж/кг;

с_к - удельная теплоемкость конденсата, кДж/(кг*К);

t_к - температура конденсата, t _к принимают на 10—15°С меньше температуры греющего пара;

η - КПД калорифера (η=0,90-0,97).

Вопросы для самоконтроля: 1. Какие способы сушки применяются в молочной промышленности? 2. Какие сушил­ки применяются для твердых молочных продуктов? 3. Для чего необходимо сгущать молоко перед сушкой? 4. От чего зависит эффективность сушки?" 5. Какие сушилки приме­няются для получения быстрорастворимого продукта? 6. Как определить расход воздуха на сушку?' 7. Как определить расход тепла и пара на нагрев воздуха?