Шнеко-скребковый пастеризатор Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ІК.І. .10д-ртвдіі а к : Оте 14-.. .1 ■*т -.і I' !іі > і^0 пл 11 * йа:г> і їм.*

їім ирда ПГЛ'Г.ЧНИА |:| юми

Г|ГГШ:ТС>1

С"!"■

і і-: -

■ ,!и!і и^-І КЙд-ОМ

І і ■ : -:: Г>’"4: /■

^1 іитп І-: V -.■■■■ 'ф £і г;

{ІЇІССІІІМИ

г-іі оіїрі;-іїк-:р^.к;і I ■■

^ двумя

■ г ?. 'і .не ■ *4 1н .12 г ґї.чнк ■ СС Ос^1

■ .1

і#:*:?

тс.ітсп

ргг і "п^У-£ а (оту, Ксобхогп-разгру-1.1 ■ еж л и .■ іио? іг гя-:іл Он но -:

>:; :ть1б С=:і і-'иСІЧіС;

^Рб'їТ.' :у

СС’т;-. її ■" і ■ ПйаО'т г'і ІІУ чЕ-^С

п 10.10.9t

637.1^.3 : 637.148

ШНЕКО-СКРЕБКОВЫЙ ПАСТЕРИЗАТОР

л. Ф. КУЛАЧИНСКИЙ

Киевский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности

На основе производственных испытаний некоторых типов пастеризаторов и анализа литературных данных по теплообмену п теплообменным аппаратам создана конструкция аппарата со шнеко-скребковымн турбулизато-рами для высокотемпературной пастеризации сливок. Аппарат состоит из цилиндра с паровой рубашкой, задней стенки и передней крышки. Во внутреннюю полость цилиндра вставляется шнеко-скребковый турбулпза-тор, который соединяется с приводным валиком на шлицах и вращается от электродвигателя. Шнеко-скребковый турбулизатор представляет собой однозаходпый шнек с двумя продольными, расположенными симметрично относительно оси шнека, пазами, в которых располагаются скребки. Своеобразная конструкция турбулнзатора обеспечивает интенсивное перемешивание жидкости таким образом, что более нагретые пристенные слон жидкости под действием скребков перемещаются поперек потока и смешиваются с менее нагретыми, но более удаленными от поверхности нагрева. Витки шпека при этом не позволяют продукту произвольно менять траекторию движения, а направленно перемещают его вдоль цилиндрической поверхности нагрева.

Проведены две серии опытов: в первой — в качестве рабочих жидкостей использовали воду, во второй — сливки с содержанием жира 29—32%- Изучали влияние на интенсивность теплообмена следующих параметров: скорость вращения турбулнзатора, глубину витка шнека, шаг витка. Все измерения производили при наступлении установившегося теплового п гидравлического режимов.

В результате обработки опытных данных получены коэффициенты и показатели степени в уравнении:

Цд

N11= 13,1 Не°'44Рг°'3:! ( )0,14Г0,33>

(Ц

где Ие — число Рейнольдса, Рг — число Прандтля; цж; |_1„ — коэффициенты динамической вязкости соответственно при температуре жидкости и стенкп; Г — число геометрического подобия; 13,1 — постоянный коэффициент.

Выражение (1) получено из уравнении теплового баланса:

Рс/.6и = МсЛ1;к, (2)

где р—поверхность теплообмена; а — коэффициент теплоотдачи от поверхности нагрева к жидкости; бГст, 6^ — разность температур; М — производительность аппарата; С — коэффициент теплоемкости жидкости.

После подстановки (2) в (Г) и несложных

преобразований имеем критериальное уравнение (1) в явном виде:

,Е) - - 13, 1 ( ■ -.44 ( ) 0,33 ( Мж_ ) 0.14 , X

V .: аА

п —СІ

/Ч > \

в

(3)

п

с!

V

где р — плотность жидкости;

О — диаметр греющего цилиндра;

л — коэффициент теплопроводности жидкости;

— число оборотов турбулнзатора;

— диаметр турбулнзатора;

— кинематическая вязкость;

3 — температуропроводность жидкости.

Уравнение (3) применимо при значениях числа Нуссельта 100—1300, Рейнольдса — 500—150000, Прандтля — 3—60. Коэффициенты теплоотдачи, рассчитанные по уравнению (3) и полученные опытным путем, отличаются не более, чем на 5%. Из опытных данных следует, что при повышении скорости вращения турбулнзатора V от 0,2 до 3,4 м/с коэффициент теплоотдачи увеличивается в 2—2,5 раза. Интенсивность теплообмена, продолжительность работы аппарата и его производительность зависят от окружной скоро-сти вращения турбулнзатора, постоянны на протяжении смены и достигают максимума при 2,8—3,0 м/с. Это достигается за счет того, что в шнеко-скребковом пастеризаторе пригар при высокотемпературной (95—98°С) пастеризации сливок не образуется. Вращающиеся скребки не допускают оседания на поверхности нагрева белковых составляющих молочных сливок.

При увеличении глубины витка шнека от 3 до 12 мм теплоотдача повышается на 34—■ 45%. Дальнейшее увеличение ведет к снижению интенсивности теплообмена. Шаг витка шнека (от 20 до 90 мм) мало влияет на улучшение теплоотдачи (17%). При работе пастеризатора без шнеко-скребкового турбулиза-тора теплоотдача ниже па 13%. Применение хромированной поверхности нагрева позволяет повысить теплоотдачу на 23% по сравнению с луженой или нержавеющей сталью. Далее изучали влияние указанных факторов на степень дестабилизации жировой эмульсии сливок. Опытные данные приведены в таблице-

На стабильность жировой эмульсии наименьшее влияние оказывает шаг витка шнека. При увеличении в несколько раз степень дестабилизации остается неизменной. Подобная же зависимость имеет место и при изменении глубины витка шпека. На степень дестабилизации наиболее влияют окружная

ЛЗБЕО'/Ж

Таблица

Іщіперату па сливок. ЭС Скорость 1 урбули-затора. м/с Степень дестабилизации

начальная конечная до пасте-1 ризацип1 после

10,5 35,0 0,2 14.9 14.9

11,0 67.0 0,2 11,7 11,8

12,0 96,5 0,2 14,3 20,4

11,0 38.0 0.6 8,2 9,0

11,0 70.0 0.6 15,1 18,0

11,0 97,0 0,6 15,1 35 0

12,0 39,0 1,8 6,5 8.5

11,5 70,0 1,8 6,8 14,5

Г.,5 97,0 1.8 14,5 49,0

скорость турбулизатора и конечная температура высокотемпературной пастеризации. При жирности сливок 29—32% и практически одинаковой температуре их пагреваппя окружная скорость турбулизатора в пределах 0,2— 0,6 м/с не вносит значительного изменения в состояние жировой эмульсии сливок. Из таблицы также следует, что при нагревании сливок до 67—70°С и скорости вращения 0,6— 0,2 м/с значительной дестабилизации тоже не происходит. Но при повышении окружной

скорости турбулизатора до 1,8 м/с, тем более до 3,4 м/с, и при температуре нагревания 95—97°С происходит значительное увеличение степени дестабилизации жировой эмульсии сливок. Таким образом, путем изменения конечной температуры и скорости вращения турбулизатора можно регулировать изменение состояния стабильности жира в сливках, организовать агрегацию пли диспергирование, что позволит при необходимости интенсифицировать или замедлять последующие процессы обработки и переработки сливок или молока.

Пастеоизатоо внедрен на Краснокутском маслозаводе Харьковского объединения молочной промышленности.

Выводы

Полученное критериальное уравнение применено для расчета шнеко-скребковых пастеризаторов.

При эксплуатации созданного пастеризатора шпеко-скребкового типа для высокотемпературной (95—97:’С) пастеризации разрушения жировой эмульсии сливок не происходит.

Кафедра машин и аппаратов

пищевых производств

Поступим 22.0Я9

и ю 11Э .чило: и шрста. 1] Г' :і с к::у. гріяянг*

1 WF.fr!1 Т-.П ЯД* И. Г

ох-и

. и :с іііОгіі мыс ис/.іі ум-:::іі;Ц.аі ■V;:1. 11;

Т п ’Л

"с ■: І.* ГчЬГ ЇКІД1

0.Г: ;ХіІ-. Кі І ОІ- 1 .С.І1 Мі." Ч ТЙ

ігг.я ь у (Л'.той V п ґ ! N і 10 Іі

Щ-і-і АОДИ 'НО гии.к:ії; І Пп V). і г к-:і и|?:і А-\ .4 І :г.

665.335.9.002.68 : 636.087.1

АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ ХЛОПКОВОГО ШРОТА

Р. А. УМАРОВА, Б. И. МУХАМЕДОВ, М. А. РАХИМДЖАНОВ Ташкентский ордена Дружбы народов политехнический институт им. Беруни

Состав и качество шротов зависят как от вида и качества масличных семян, так и от способа получения шротов в процессе производства растительных масел.

Основным показателем качества хлопкового шрота как кормового продукта является содержание в нем растворимых белковых веществ.

Существующая технология извлечения масла из семян, применяемая в настоящее время, почти исключительно направлена на максимальное получение масла при минимальной стоимости обработки. Переработка маслосодержащего сырья по современным схемам (фор прессование—экстракция, двукратное прессование-экстракция), включающим влаготепловую обработку и прессование, приводит к значительным изменениям белковых веществ масличных семян [1, 2] и снижает их биологическую ценность.

Об изменениях белков в процессе сушки семян, жарения мятки, прессования мезги и отгонки растворителя из шрота уже имеются работы [1], где важнейшей задачей ставилось получение масла с максимальным выходом.

Для практических целей представляет интерес зависимость качественных показателей продуктов переработки семян от продолжительности хранения.

Для этого мы проводили анализы ядра, ракушки и шрота на Ташкентском МЖК, результаты которых приведены в табл- 1. Как

Таблица 1

Месяц

К. ч. масла, мг/КОН

Массовая доля,

раствори- | свооодне-мого бел- го гссси-ка I пола

Октябрь

Ноябрь

Декабрь

Январь

Февраль

Март

Апрель

Май

Июнь

Июль

Август

Сентябрь

0,60-

0,71-

0.84-

0,91-

0,92-

0,98-

1,09-

1,25-

1,64-

2,07-

2,37-

2,84-

-0,80

-0.89

-0,96

-0,97

-1,07

-1,17

-1,28

-1.34

-1,78

-2,54

-2,79

-3,47

18.1-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

18,2-

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

-18,4

68,4-

68.3-

67.3-66,6-65,8-65,6-

65.0-

65.0-

63.0-

60.4-

60.0-60,0-

-72,1

-72,0

-70,4

-70,2

-69,3

-69,0

-68,4

-67,4

-66,5

-64,3

-61,7

-61,3

0.816-0,816— 0,790-0,765-0.750-0.740-0,731 — 0,720— 0,704-0,684-0,654-0,613—

■0.923

0,922

0,885

0,847

•0,824

0*17

0,804

0,810

0.801

0,751

0,684

0,631

\.‘*1П ■ чііі:? к'.- т:-||Н.1.г

ЛІЧ-.Ча

ТТ- IV/. ’,'ПЛЛН-

ІҐ |ИЯ

Ня 1-\л Г>‘Ж

ЖЛрСЗЕВ

На .:N.<1.Vі ,1:1 ла-у: ьН и