Конструкция и комплектация пастеризационно-охладительной установки для пищевых жидкостей

Пастеризационно-охладительные установки (ПОУ) предназначены для тепловой обработки пищевых жидкостей с целью подготовки сырья для последующей его переработки или упаковки. Рассмотрим основные технические свойства этого оборудования на примере пластинчатых ПОУ, что может служить основанием для принятия технических и управленческих решений при разработке планов модернизации производства.

Современная ПОУ — автоматизированный комплекс, гарантирующий соблюдение технологических режимов обработки продуктов и обеспечивающий качество готового продукта при минимальном участии производственного персонала в работе установки.

В состав пастеризационно-охладительных установок от Протемол входят:

• теплообменный аппарат;
• насосы;
• приемный бак;
• стабилизатор потока или заменяющее его устройство;
• выдерживатель;
• комплект автоматических клапанов продукта, фитинги и трубопроводы;
• система подготовки горячей воды;
• система подачи сервисных сред;
• пульт управления;
• комплект КИП, пневматическая и электрическая обвязка.

Все указанные узлы монтируются на раме, чем обеспечивается 95%-ная монтажная готовность. Это значит, что оборудование приходит к заказчику в практически готовом виде и не требует длительного периода подключения, простоя производства.

Теплообменный аппарат

Основным агрегатом установки является комбинированный теплообменный аппарат, в котором осуществляются предварительный нагрев, пастеризация, охлаждение (нагрев) пастеризованного продукта до заданной температуры.

В большинстве случаев теплообменный аппарат имеет 3–4 секции: одну или две секции регенерации, секцию пастеризации и секцию охлаждения/нагрева. Для обеспечения универсальности установки при изменяющейся в определенных диапазонах температуре входа и выхода количество секций может быть 5–7.

При проектировании теплообменных аппаратов внимание производителей сконцентрировано на компромиссе между коэффициентом регенерации тепла, скоростью потока в рабочем режиме и в режиме мойки, длительностью рабочего цикла до начала мойки, универсальностью тепловых режимов.

Достичь высоких коэффициентов регенерации до 92–94% возможно только в установках, работающих в одном режиме.

Для установок, работающих в режиме выработки продуктов, достижение высокого коэффициента регенерации не является возможным, и он составляет не более 80%. Это обусловлено необходимостью получить на выходе из установки среднюю температуру, к примеру, 22 °С, с возможностью организации как охлаждения до 4 °С, так и нагревания до 45–55 °С.

Для обеспечения деликатной обработки продукта в режиме пастеризации с максимальным увеличением рабочего цикла целесообразно использовать теплообменные аппараты с пластинами разной конфигурации. Количество пакетов и пластин по секциям при этом рассчитывается строго в системах САПР.

Продуктовая обвязка

К продуктовой обвязке предъявляются требования, связанные с санитарным исполнением соединений, к качеству трубопроводов и отсутствию технических ошибок, таких как увеличенные диаметры труб выдерживателей по отношению к основной обвязке. Производители используют разные стандарты инсталляционных материалов и трубопроводов. Наиболее распространенные санитарные стандарты — DIN11850 и SMS.

Сервисная линия

На линии подачи пара устанавливается арматура с фланцевыми соединениями. Для обеспечения стабильности работы контура горячего водоснабжения и температуры пастеризации следует устанавливать редукционные клапаны.

Комплектация установки оборудованием для механической обработки

В зависимости от назначения ПОУ комплектуются сепараторами-очистителями от механических примесей, очистителями от бактерий и спор, сливкоотделителями, в том числе с системами автоматической нормализации, деаэрационными и дезодорационными установками, гомогенизаторами. Для эффективной работы оборудования необходимо строго обеспечивать температурные и гидравлические параметры при разных режимах эксплуатации — на продукте и при санитарной обработке. Здесь важно обращать внимание на порядок обвязки, особенно деаэрационной установки и гомогенизатора. Мойка должна осуществляться совместно с ПОУ, следовательно, деаэратор должен быть оборудован моющими головками, системой контроля уровня. Обвязка гомогенизатора должна учитывать разность скоростей потоков, идущих на гомогенизатор и ограниченных его производительностью, и потока ПОУ. Сепараторы должны быть оборудованы клапанами постоянного давления на выходе для обеспечения полного заполнения.

Системы контроля и управления

Многие производители предлагают комплектовать установку системой автоматического управления технологическим процессом. Основные вопросы связаны с уровнем управления ПОУ, комбинированности управления ПОУ и вспомогательного оборудования, а также встраиваемости в существующие или планируемые к реализации системы АСУ ТП предприятия. Следует четко осознавать, что подразумевается под автоматической работой установки. Например, отсутствие контроля за электропроводимостью продукта не обеспечивает автоматизации переходных процессов смены фаз.

В состав автоматизированной ПОУ должны входить:

• пневмоуправляемые отсечные и регулирующие клапаны на линиях подачи всех сервисных сред (пар, хладоноситель, вода для вытеснительных операций);
• дополнительные пневмоуправляемые клапаны в санитарном исполнении перед приемным баком и после клапана циркуляции, «by-pass»-клапана для обвязки оборудования для механической обработки;
• пневмоуправляемые клапаны на линиях заполнения контура вторичного теплоносителя и подачи воды на сальники насосов;
• расходомеры и частотные преобразователи на электронасосных агрегатах для управления производительностью и давлением;
• датчики давления на контуре горячей воды, а также в местах, где необходимо измерять разности давлений по секциям с целью обеспечения превышения давления пастеризованного продукта над непастеризованным и всеми сервисными средами;
• дополнительные датчики температуры в контуре горячей воды для регистрации необходимости постановки ПОУ в режим мойки;
• датчик электропроводности.

Санитарная обработка

Традиционная схема наведения моющих растворов в приемном баке уходит на второй план. Современные установки имеют встроенные системы непосредственной дозировки концентратов в приемный бак по программе мойки либо являются подчиненными объектами высшей системы управления и взаимодействуют с моечной станцией через диспетчерскую. Это позволяет избежать расширения штата, а также ошибки в наведении моющих растворов.

Полностью укомплектованный пастеризатор можно заказать в компании "Протемол". Рассчитаем, произведем, поставим, запустим, получим вместе первую партию продукта. Без длительной остановки производства, для увеличения производительности и качества продукта.

Пастеризационно-охладительная установка — общий вид

Пастеризатор 10 000 л/ч

Выдерживатель — обеспечивает время пастеризации продукта