Технологическая схема установки сушки молока. Формирование состава и свойств сухого цельного молока. Методика проектного расчета распылительной сушильной установки. Уравнение теплового баланса. Тепловая нагрузка калорифера и изоляционный расчёт.
Аннотация к работе
Консервирование сушкой широко применяют в молочной промышленности: сушат цельное и обезжиренное молоко, пахту, молочную сыворотку, смеси цельного молока с обезжиренным молоком, пахтой или сливками, без добавок или с добавками. Молоко сухое цельное - сухой молочный продукт с массовой долей жира не менее 20%; изготовляемый из цельного или нормализованною молока. При производстве всех видов сухих молочных продуктов удаление свободной воды осуществляется в две ступени - сгущением и сушкой предварительно сгущенного продукта. Сушилки бывают дисковые, в которых молоко поступает в диск, вращающийся с большой частотой, и форсуночные, где молоко в форсунки подается ротационным насосом под давлением. При производстве сухого молока пленочным методом сушка осуществляется на вальцовых (барабанных) сушилках.Из точки А, поднявшись по перпендикуляру до пересечения с изотермой t1 = 1500С, находим точку B, характеризующую состояние воздуха на выходе из калорифера перед подачей в сушильную камеру. Определяем теоретический удельный расход воздуха ?0 в сушилке. кг/кг Рассчитываем теоретический абсолютный расход воздуха в сушилке. Составляем уравнение теплового баланса для сушильной камеры. где Qп - тепловые потери, которые с учетом правильно наложенной изоляции принимаем 5% от тепла, поступившего с горячим воздухом. Из уравнения теплового баланса определяем затраты тепла на сушку в сушильной камере и тепловую поправку. где - алгебраическая сумма абсолютных теплот в сушильной камере, Вт.Данный курсовой проект представляет собой комплекс расчетно-практических работ, по конструированию, выбору распылительной дисковой сушилки и подбору вспомогательного оборудования к нему для проведения технологических процессов в пищевой промышленности.
План
Содержание влаги в молоке
Введение
В новых экономических условиях предприятия по переработке сырья животного происхождения и торговые предприятия находятся в стадии становления и совершенствования технологических процессов, что негативно отражается на качестве молочных продуктов питания.
Поэтому важным условием при производстве сухих молочных продуктов является качество сырья, соблюдение технологии их производства и условий хранения, использование надежной тары.
Консервирование сушкой широко применяют в молочной промышленности: сушат цельное и обезжиренное молоко, пахту, молочную сыворотку, смеси цельного молока с обезжиренным молоком, пахтой или сливками, без добавок или с добавками. Ассортимент сухих молочных продуктов довольно обширный: коровье цельное сухое молоко 20%-ной и 25%-ной жирности, сухое молоко «Домашнее», сухие сливки, сухие высокожирные сливки, сухие молочные продукты, сухие молочные продукты повышенной растворимости (сухое молоко «Смоленское», сухое быстрорастворимое молоко), сухие многокомпонентные смеси (сухие смеси для мороженого, для пудинга). Эти продукты получают методом распылительной сушки.
Молоко сухое цельное - сухой молочный продукт с массовой долей жира не менее 20%; изготовляемый из цельного или нормализованною молока.
Молоко сухое обезжиренное - сухой молочный продукт с массовой долей жира не более 1,5%, изготовляемый из обезжиренного молока.
При производстве всех видов сухих молочных продуктов удаление свободной воды осуществляется в две ступени - сгущением и сушкой предварительно сгущенного продукта. Сгущение выпариванием осуществляется до такой общей массовой доли сухих веществ, при которой массовая доля ККФК в воде не превышает 18…20% и продукт не утрачивает текучести (при температуре выпаривания).
Сгущенные смеси высушивают до конечной влажности, устанавливаемой в зависимости от формы связи воды с составными частями сухого вещества. Конечная влажность сухого молочного продукта, представляющая собой связанную воду, составляет не более 15% массовой доли белка в нем. На этом основано нормирование массовой доли влаги в сухих молочных продуктах, по достижении которой заканчивается процесс сушки. В конце сушки того или иного продукта должно быть обеспечено равновесие между величиной заданной массовой доли влаги в нем и относительной влажностью воздуха, окружающего его.
Сухое цельное молоко имеет следующий химический состав: СОМО - 70,9%, в том числе молочного сахара содержится 35…38, белка - 26…28, минеральных веществ - 5,8…6,2, жира - 26,1, влаги - 3, но не более 4 при герметической упаковке и не более 7% при негерметической.
1. Технологическая схема установки и ее описание
Сушка молока производится двумя методами: распылительным (воздушное) и пленочным (контактное).
При распылительном методе подготовленное нормализованное молоко пастеризуют при 90°С, а затем сгущают в вакуум-выпарных аппаратах до массовой доли в нем сухого вещества 43…52%. После этого молоко подвергают гомогенизации. Из гомогенизатора его при этой же температуре подают в форсунку или диск сушильной башни. Сухое молоко из башни шнеком подается на фасовку.
Сушилки бывают дисковые, в которых молоко поступает в диск, вращающийся с большой частотой, и форсуночные, где молоко в форсунки подается ротационным насосом под давлением. В сушильной башне молоко распыляется на мельчайшие капельки (размером 20…100 мкм), навстречу которым снизу вверх движется горячий (140…170°С) воздух из калорифера.
Частицы сухого молока, высушенные горячим воздухом, оседают на дно сушильной башни. Температура молока в зоне сушки около 60°С, благодаря чему не происходит коагуляции белка. Воздух из сушильной башни удаляется через фильтры.
Сухое молоко из сушильной башни подается пневмотрансформатором в бункер, где оно охлаждается до 15…20°С. В зависимости от растворимости, органолептической оценки и других показателей сухое молоко подразделяют на высший и I сорт. Количество нерастворимого осадка в молоке высшего сорта, полученного при распылительной сушке, должно быть не более 0,2 мл, I сорта -0,8 мл.
Фасуют сухое молоко в мелкие и крупные жестяные банки и др. При использовании сухого молока как полуфабриката его фасуют в бочки или барабаны по 20-30 кг. Герметически упакованное молоко может храниться до 8 месяцев при температуре 1…10°С и относительной влажности воздуха в хранилище не более 85%, в негерметической упаковке - только 3 месяца.
При производстве сухого молока пленочным методом сушка осуществляется на вальцовых (барабанных) сушилках.
Качество продукта, полученного этим методом, ниже, чем при распылительном способе. Поэтому на вальцовых сушилках сушат только обезжиренное молоко и пахту. Вальцовые сушилки представляют собой два барабана, расположенных один над другим на расстоянии 0,6…1 мм. Внутрь барабана под давлением поступает пар, а на поверхность вращающихся барабанов подается сгущенное молоко.
Молоко, соприкасаясь с горячей поверхностью барабанов, высыхает. Пленку сухого молока снимают ножи, плотно прилегающие к поверхности вальцов, она поступает в желоб и шнеком подается к мельнице. В мельнице пленку измельчают в порошок. Сухое молоко, полученное на барабанных сушилках, используется в хлебопекарном и других производствах.
Сухие сливки без сахара получают также, как и сухое молоко. Массовая доля влаги в них не более 4% при герметическом упаковывании и не более 7% при негерметическом, жира не менее 42%.
Сухое быстрорастворимое молоко получают на специальных установках, где частицы сухого молока отсасываются из башни, попадают в циклоны. Здесь они освобождаются от воздуха и с помощью специального устройства вновь подаются в распылительную турбину. В турбине частицы сухого молока смешиваются с каплями сгущенного молока, образуя агломераты больших размеров, которые высушиваются и превращаются в крупные быстрорастворяющиеся частицы сухого молока.
Производство сухого цельного молока происходит по следующей схеме. Сырое молоко, оцененное по качеству, учтенное по массе, очищенное и охлажденное, направляется в емкость для составления нормализованной смеси путем прибавления к нему обезжиренного молока или пахты (реже сливок).
Тепловая обработка нормализованных смесей перед выпариванием - в подогревателях (85…86С), с завершением ее подогревом острым паром до 140С, с последующим охлаждением в самоиспарителе. Нормализованная смесь, подвергнутая тепловой обработке, подсгущается в первых двух корпусах вакуум-выпарной установки и с массовой долей сухих веществ 46…50% из калоризатора третьего корпуса направляется на гомогенизацию при температуре 45…60°С в одноступенчатом аппарате и давлении 10…15 МПА, в двухступенчатом - Р1=11,5…12,5 МПА и Р2=2,5…3,0 МПА. Гомогенизация обеспечивает уменьшение свободного поверхностного жира в готовом продукте в 2…3 раза. В сушильной камере распылительной сушилки (одностадийная сушка) подсгущенная и гомогенизированная нормализованная смесь высушивается воздухом (165…180 или 140…170С, в зависимости от вида сушилки). Частицы продукта со дна камеры через вибролоток попадают в систему пневмотранспорта. Мелкие частицы продукта выводятся из камеры вместе с отработанным воздухом (65…85С) в батарею циклонов, где из него выделяются частицы порошка размером более 10 мкм. Эффективность циклонной очистки составляет 95,0…97,4%. Частицы продукта, накапливаемые в циклонах, направляются в общую пневмотранспортную линию, подающую готовый продукт в разгрузочный циклон. При подаче до разгрузочного циклона продукт охлаждается на 10…15°С ниже температуры засасываемого из цеха воздуха. Из разгрузочного циклона продукт подается в бункер-накопитель, откуда на фасование в потребительскую (пакеты с вкладышами из воздухе- и влагонепроницаемого материала) или транспортную (бумажные мешки, бочки, фанерные-барабаны с вкладышами из полиэтилена) тару. Ангидридное состояние лактозы в продукте придает ему свойство высокой гигроскопичности, поэтому при фасовании необходимо обеспечить герметичность укупоривания.
Формирование состава и свойств сухого цельного молока происходит в две ступени. На 1-й при сгущении массовая доля сухих веществ увеличивается от 11,5 до 48…50% и на 2-й, в процессе сушки, - от 48…50 до 96%. На 1-й ступени происходит увеличение кислотности от 18…20 до 70…80Т, вязкости от 2 по 120 МПА-с, плотности от 1028 до 1130…1140 кг/м?. При температуре выпаривания продукт текуч. В процессе сушки сгущенная нормализованная смесь переходит в сухое состояние, характеризующееся сыпучестью.
2. Методика проектного расчета распылительной сушильной установки
Исходные данные для расчета
1 Массовая производительность установки по поступающему молоку G = 500 кг/ч.
Вывод
Данный курсовой проект представляет собой комплекс расчетно-практических работ, по конструированию, выбору распылительной дисковой сушилки и подбору вспомогательного оборудования к нему для проведения технологических процессов в пищевой промышленности.
В ходе проведения проектных и расчетных работ (гидродинамический, тепловой, конструкторский, изоляционный, экономический и др. расчеты) выбраны конструктивные частицы, подтверждена механическая надежность, конструктивное совершенство аппарата. Эти факторы являются основными для высокопродуктивной, бесперебойной работы оборудования в промышленных условиях.
Список литературы
сушка молоко установка изоляционный
1 Антипов С.Т. Ученик ХХІ век «Машины и аппараты пищевых производств» - М. «Высшая школа», 2001 г.
2 Барабанщиков Н.В. «Молочное дело», - М. «Колос» 1983 г.
3 Бредихин С.А., Космодемгенский Ю.В., Юрин В.Н. «Технология и техника переработки молока» - М. «Колос» 2003 г.
4 Гальперин Д.М. «Оборудование молочных предприятий, монтаж, накладка, ремонт» - М. «Агропромиздат» 1990 г.
5 Власенко В.В. «Технологія виробництва і переробки молока і молочних продуктів» - В. 2000 г.
6 Гончаров Н.Н. Справочник механика молочной промышленности - М. 1959 г.
7 Золотин Ю.П., Френклах М.Б., Ламутина М.Г. «Оборудование предприятий молочной промышленности» - М. Агропромиздат 1985 г., 270 с.
8 Иванов В.И. «Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности».
9 Ковалевская Л.П. «Технология пищевых производств» - М. «Колос» 1997 г.
10 Крусь Т.Н. «Технология молочных продуктов».
11 Кугенев П.В., Барабанщиков Н.В. Практикум по молочному делу - М. «Колос» 1978 г.
12 Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. «Технологическое оборудование молочных предприятий» - М. «Легкая пищевая промышленность» 1983 г.
13 Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности - М. 1967 г.
14 Золотин Ю.П., Френклах М.В., Ламутина М.Г. «Оборудование предприятий молочной промышленности» - М. «Агропромиздат» 1985 г.
15 Шалыгина Г.А. «Технология молока и молочных продуктов» - М. 1973 г.
16 Барановский Н.В. «Пластинчатые теплообменники в пищевой промышленности». «Машгиз», 1962.
17 Вайнберг А.Я., Брусиловский Л.П. «Автоматизация технологических процессов в молочной промышленности». Изд-во «Пищевая промышленность», 1964.
18 Дезент Г.М., Боушев Т.А. «Оборудование и поточные линии для производства мороженого». «Госиздат», 1961.