Линия для непрерывного производства восстановленного молока Советский патент 1992 года по МПК A23C9/00 B01F1/00 

Изобретение относится к молочной промышленности и можэт быть использовано также в пищевой, медицинской, химической и других отраслях промышленности, где требуется производство жидких продуктов из твердых компонентов методом растворения последних.

В настоящее время вопросу приготовления восстановленного молока уделяют большое внимание. На предприятиях молочной промышленности для производства восстановленного молока используют различное оборудование,это, в частности устаревшие установки ВСМ-10 и И1-ОВМ.

которые не обеспечивают получения продукта, требуемого качества, а именно получаемое на них молоко неоднородно по составу, содержит большое количество нерастворенных частиц, а также большое ко- личество воздуха. Кроме того, эти установки имеют низкую производительность (10- 15 т/ч).

Известны и более современные установки, в частности Я-16-ОПЕ, Я16-ОПЖ. Я16-ОП-2Е.

Для получения качественного молока эти установки необходимо снабдить набором оборудования для эмульгирования растворенного сухого молока, очистки его, дегазирования и температурной обработки.

Известны линии для производства восстановленного молока, обеспечивающие все операции от его растворения до температурной обработки. Так, известны линии фирм МТК, Ханкия (Финляндия), Фо- гельбуш (Австрия), Альфа-Лаваль (Швеция).

Линии фирм МТК и Фогельбуш периодического действия, энергоемки, дорого- стоящи. В связи с этим они не полностью отвечают требованиям молочной промышленности.

Наиболее близким техническим решением является известная линия фирмы Альфа-Лаваль.

В ее состав входят устройство для механической подачи мешков, их растаривания и дозирования сухого молока, система подготовки и дозированной подачи воды, уст- ройство для растворения сухого молока, а также аппарат для эмульгирования целевого продукта и его дополнительного растворения, теплообменный аппарат, деаэратор с вакуумным насосом, устройство для очист- ки восстановленного молока в поле центробежных сил (сепаратор-молокоочистител ь) и система соединительных трубопроводов. Производительность этой линии 100 т восстановленного молока в 1 ч, потребляемая мощность 565 кВт в 1 ч.

В целом линия сложная по конструкции и для ее обслуживания требуется высококвалифицированный обслуживающий персонал.

Целью изобретения является упрощение конструкции, сокращение энергозатрат и снижение металлоемкости.

Для достижения указанной цели линия для непрерывного производства восстанов- ленного молока, включающая установленные по ходу технологического процесса устройство для механической подачи мешков с сухим молоком, их растаривания и дозирования сухого молока, систему подготовки и дозированной подачи воды, устройство для растворения сухого молока, аппарат для эмульгирования целевого продукта и его дополнительного растворения, тепло- обменный аппарат, дегазатор с вакуумным насосом и устройство для очистки восстановленного молока в поле центробежных сил, а также систему соединительных трубопроводов, согласно изобретению снабжена смесителем для дополнительной подачи воды в концентрированный продукт, и доведения концентрации сухих веществ в нем до заданного содержания, система подготовки и дозированной подачи воды выполнена с кожухотрубным теплообменником, снабженным патрубком для слива конденсата и устройством для распределения воды, сообщенным трубопроводами с устройством для растворения сухого молока и со смесителем, на которых смонтированы приспособления для регулирования расхода воды; устройство для очистки восстановленного молока выполнено в виде двух гидроциклонов со сливными патрубками для возврата осадка на повторное растворение, сообщенными с устройством растворения сухого молока, причем первый гидроциклон установлен между устройством для эмульгирования и дегазатором и теплообменным аппаратом и выполнен с патрубком для отвода пены, сообщенным с устройством для растворения сухого молока, при этом смеситель для дополнительной подачи воды в продукт установлен между аппаратом для эмульгирования целевого продукта и первым гидроциклоном.

В предлагаемой линии после второго гидроциклона перед теплообменным аппаратом может быть установлен прибор для контроля концентрации сухих веществ в продукте, а на трубопроводе, соединяющем устройство для распределения воды со смесителем, смонтирован водяной клапан.присоединенный к прибору для контроля концентрации сухих веществ продукта в потоке.

Эта линия может быть выполнена с дополнительным теплообменным аппаратом для подогрева продукта, поступающего в дегазатор, смонтированный между первым гидроциклоном и дегазатором. Входной патрубок этого теплообменного аппарата служит для подачи горячего конденсата (60- 90°С), выходящего из кожухотрубного теплообменного аппарата.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая линия; на фиг. 2 - то же, снабженная прибором для контроля концентрации сухих веществ в потоке (67 с пневмоклапа- ном 66) и дополнительным теплообменным

аппаратом 68; на фиг, 3 - аппарат для эмульгирования и дополнительного растворения целевого продукта: на фиг. 4 - дегазатор.

Линия для непрерывного производства восстановленного молока содержит {см. фиг. 1) устройство для механической подачи мешков, их растворения и дозирования сухого молока, включающее конвейер-накопитель 1, подьемник-сталкиаатель 2, склиз 3 с механизмом вспаривания мешков (нож 4) и шнек дозатор 5 сухого молока; устройство для растворения сухого молока с беком-смесителем 6 и смесительной головкой 7; аппарат для эмульгирования и дополнительного растворения 8 с центробежным насосом 9 для подачи продукта в аппарат эмульгирования; смеситель 10 для дополнительной подачи воды в восстанавливаемый подукт и доведения концентрации сухих веществ до заданного содержания; устройство для очистки восстановленного молока. состоящее из гидроциклонов 11 и 12, первый из которых укомплектован центробежным насосом 13; дегазатор (корпус 14} с вакуум-насосом 15; центробежный продуктовый насос 16; теплообменный аппарат представляет собой пастеризационно-о/ла- дительную установку с секциями пастеризации 17. регенерации 18, водяного охлаждения 19, рассольного охлаждения 20; выдерживатель 21; систему подготовки и дозированной подачи воды, включающую водяной бак 22, устройство для распределения воды 25, центробежный насос 23, кожухотрубный теплообменник 24, приспособление 26 для регулирования расхода воды.

Устройство для растворения сухого молока представляет собой бак-смеситель 5, оснащенный смесительной головкой 7, присоединенной и закрепленной к разгрузочному узлу шнекз-дозаторз 5, и оснащенный тангенциальным патрубком 27, соединенным системой трубопроводов с устройством 25 для распределения воды и служащим для подвода воды в рабочую камеру смесительной головки 7. Бак-смеситель 6 имеет наклонное днище и патрубки 28, 29. 30, служащие соответственно для подвода дополнительного количества воды в зону растворения, отвода частично растворенного продукта и подачи возвращаемого на повторное растворение осадка и пены. Патрубок 28 смонтирован тангенциально в средней части корпуса бака-смесителя и присоединен системой трубопроводов к устройству 25 для распределения воды. Патрубок 30 для подачи, на повторное растворение осадка и пены вмонтирован в верхнюю часть корпуса и присоединен системой трубопроводов к сливным патрубкам гидроциклонов 11 и 12.

Корпус бака-смесителя 6 оснащен крышкой с отверстием под смесительную

головку 7.

Аппарат для эмульгирования и дополнительного растворения целевого продукта представляет собой роторно-щелевое устройство, состоящее из корпуса с патрубка0 ми 31 и 32 для ввода продукта в рабочую зону и с патрубком 33 для отвода проэмуль- гмрованного продукта. Внутри корпуса расположены ротор 34 и статор 35. На статоре и роторе в продольном поперечном направ5 лениях выполнены каналы, пересечения которых образуют выступы и впадины на роторе и статоре.

Гидроциклопы 11, 12 имеют цилиндрический корпус с конусообразным днищем

0 (угол конусности 10--200) и снабжены входными тангенциальными патрубками 36 и 37 для ввода продукта, выходными патрубками 38, 39 для очищенного продукта и сливными патрубками 40, 41 для отвода осадка на по5 вторное растворение. Гидроциклон 12 оснащен верхним патрубком 42 для отвода пены на повторное растворение.

Дегазатор состоит из корпуса 14 (см. фиг. 4) с откидной крышкой 43, внутри кото0 рого имеется вертикальная труба 44 для отвода газа и пара, а вокруг нее кольцевой коллектор 45 с теп лообменными трубами 46, На конце труб 6 размещены с возможностью вращения разбрызгивающие форсун5 ки 47. Последние выполнены с отбортовкой 38, каналами 49, 50, последний из которых (канал 50) заканчивается по периферии соплами 51. Форсунки 47 прикреплены фикса- торами 52 к трубам 46, Фиксаторы

0 позволяют вращаться форсункам47 относительно труб 41.

Под корпусом 14 дегазатора смонтирован конденсатор 53, в котором установлены устройство 54 для разбрызгивания воды и

5 набор горизонтальных сеток 55. .

Корпус 14 имеет входной патрубок 56. присоединенный к коллектору 45, а также смонтированный в верхней части корпуса тангенциальный патрубок 57. Оба эти пат0 рубка служат для подачи продукта в рабочую зону дегазатора. В нижней части корпуса 14 имеется патрубок 58 для отвода дегазированного молока,

В нижней части конденсатора имеется

5 патрубок 59 для отвода газов и сконденсировавшихся паров.

Принцип действия линии для непрерывного производства восстановленного молока заключается в следующем. Сухое молоко в мешкзх по конвейеру-накопителю 1 подают в подъемник-сталкиватель 2, с которого мешки толкателем перемещают в склиз 3. При движении по склизу мешки вспарываются дисковым ножом 4. Из мешков сухое молоко ссыпают в приемный бункер шнека- дозатора 5, откуда оно равномерно поступает в смесительную головку 7 устройства для растворения гухого молока, где происходит смешивание порошка с водой температурой 45-60°С, поступающей из устройства 25 для распределения воды через тангенциальный патрубок 27, и его увлажнение до содержания сухих веществ 65-75%.

Далее концентрированная смесь поступает в бак-смеситель 6, в который через тангенциальный патрубок 28 добавляется вода с температурой 45-60°С, поступающей из устройства 25. В баке-смесителе 6 происходит дальнейшее растворение продукта и его концентрация доводится до 20-25% сухих веществ.

Восстановленное молоко насосом 9 нагнетается через входные патрубки 31, 32 в рабочую камеру, где оно движется между вращающимся ротором 3 и статором 34, которые снабжены последовательно расположенными зубцами и впадинами,причем зуб ротора входит в паз статора (и наоборот). В результате большой скорости вращения ротора и жидкости возникают гидравлические удары и кавитация, способствующие растворению продукта и эмульгированию жировой фазы.

Далее восстановленное молоко подают в смеситель 10, в который из устройства для распределения воды 25 подается вода температурой и концентрация продукта доводится до 11-14% сухих веществ.

Центробежный насос 19 подает восстановленное молоко из смесителя 10 в гидроциклон 11, где происходит отделение нерастворившихся частиц молока (первая ступень очистки). Осадок через нижний сливной патрубок 40 удаляют из гидроциклона и направляют в устройство для растворения сухого молока.

Кран 61 отрегулирован таким образом, что 1/10-1/20 часть от общей массы продукта возвращается для повторного растворения в бак-смеситель 6. Далее восстановленное молоко с температурой поступает в секцию регенерации 18, где нагревается до температуры 55- 85°С от молока, прошедшего пастеризацию в секции 17 и выдерживание в выдержива- теле21. После этого нагретое восстановленное молоко направляется в корпус 14 дегазатора. Поток продукта распределяют при помощи кранов 62 и 63. Причем основной поток (около 65-75%) подают через

нижний входной патрубок 56 в кольцевой коллектор 45 с теплообменными трубками 46. Оставшуюся часть восстановленного молока подают в корпус через верхний тангенциальный патрубок 57. Заполнив трубы 46 при давлении 2-9 атм, восстановленное молоко через вращающиеся форсунки 47 по каналам 50 подводится к соплам 51, через которые разбрызгивается в объеме, ограни0 ченном корпусом 14 и крышкой 43 дегазатора. За счет отбортовки 48 восстановленное молоко стекает по теплообменным трубам 46.

В корпусе 14 дегазатора вакуум-насо5 сом 15 поддерживается разрежение 0,1- 0,5 атм. Горячее молоко, попадая в .зону пониженного давления, закипает интенсивно, выделяя содержащиеся в нем газы. Образовавшиеся газы и водяной пар по

0 центральной трубе 44 поступают в конденсатор 53, где контактируют с каплями воды, распыляемыми разбрызгивателем 54.

На выходе из дегазатора восстановленное молоко имеет плотность 1027 кг/м .

5Дегазированное восстановленное молоко насосом 16 направляется через входной патрубок 37 в гидроциклон 12, где происходит отделение тяжелых (нерастворившегося осадка) и легких фракций (пены),

0 которые отводятся соответственно через нижний сливной патрубок 41 и верхний патрубок 42 и подаются на повторное растворение в устройство для растворения молока 6.

5Очищенное восстановленное молоко

подают последовательно в секцию пастеризации 17, выдерживатель 21, секцию водяного охлаждения 19, секцию рассольного охлаждения 20. после чего оно в охлажден0 ном виде поступает на розлив.

Горячую и холодную воду подают в водяной бак 22, из которого центробежным насосом 23 вода направляется в кожухот- рубный теплообменник 24, где она подогре5 вается паром до температуры 45 - 60°С, а затем в устройство для распределения воды 25. Из него молоко по системе трубопроводов направляется в смесительную головку 7. устройство для растворения сухого молока

0 (бак-смеситель 6) и в смеситель 10.

С помощью приспособлений 26 для регулирования и установки расхода воды, представляющих собой дроссельные шайбы, устанавливают определенный заданный

5 расход, а именно 20% от общей массы воды - в смесительную головку 7,30% -- в бак-смеситель 6, и 50% - в смеситель 10.

Применение предлагаемой линии позволит: - снизить потери сырья и готового продукта за счет практически полной ликвидации содержания нерастворенного осадка в готовом продукте (двухкратное отделение осадка в поле центробежных сил) и использование последнего, а также обеспечить эмульгирование продукта; - сократить энергозатраты и металлоемкость, упростить конструкцию за счет использования для очистки продукта гидроциклонов взамен се- паратора-молокоочистителя и аппарат для эмульгирования восстановленного молока.

Опытный образец линии предлагается внедрить в 1991 г. на Ленинградском молочном комбинате № 4.

Экономический эффект от использования данного изобретения по предварительным данным составит 64 тыс. руб. от одного комплекта.

Формула изобретения

1. Линия для непрерывного производства восстановленного молока, включающая установленные по ходу технологического процесса устройство для механической подачи мешков, их растаривания и дозирования сухого молока, систему подготовки и дозированной подачи воды, устройство для растворения сухого молока, аппарат для эмульгирования целевого продукта и его дополнительного растворения, теплообмен- ный аппарат, дегазатрс вакуумным насосом и устройство для очистки восстановленного молока в поле центробежных сил, а также систему соединительных трубопроводов, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, сокращения энергозатрат и снижения металлоемкости, она снабжена смесителем для дополнительной подачи воды в концентрированный продукт, система подготовки к дозированной подаче воды выполнена с кожухотрубным теплообменником с патрубком для слива конденсата и устройством для распределения воды, сообщенным трубопроводами с приспособлениями для регулирования расхода воды с

устройством для растворения сухого молока и со смесителем, устройство для очистки восстановленного молока выполнено в виде двух гидроциклонов со сливными патрубками для возврата осадка на повторное растворение, сообщенными с устройством растворения сухого молока, причем первый гидроциклон установлен между устройством для эмульгирования и дегазатором, а второй - между дегазатором и теплообменным аппаратом и выполнен с патрубком для отвода пены, сообщенным с устройством для растворения сухого молока, при этом смеситель для дополнительной подачи воды с продукт установлен между аппаратом для

эмульгирования целевого продукта и первым гидроциклоном.

2.Линия по п. 1,отличающаяся тем, что после второго гидроциклона перед теплообменным аппаратом установлен прибор для контроля концентрации сухих веществ продукта в потоке, а на трубопроводе, соединяющем устройство для распределения воды со смесителем, установлен клапан, электрически соединенный с прибором

для контроля концентрации сухих веществ продукта в потоке.

3,Линия по п. 1, отличающаяся тем, что между первым гидроциклоном и деаэратором установлен дополнительный

теплообменный аппарат, выполненный с ьходным патрубком для теплоносителя, сообщенный трубопроводом с патрубком для слива конденсата кожухотрубного теплооб- менного аппарата.

§ 5U

г

t

Ni

Использование: непрерывное производство восстановленного молока на предприятиях молочной промышленности. Сущность изобретения: линия включает устройство для механической подачи мешков, их растаривания и дозирования сухого молока, систему подготовки и дозированной подачи воды, устройство для растворения сухого молока, аппарат для эмульгирования целевого продукта и его дополнительного растворения, теплообменный аппарат, дегазатор с вакуумным насосом и устройство для очистки восстановленного молока в поле центробежных сил. Линия снабжена смесителем для дополнительной подачи воды в концентрированный продукт и доведения концентрации сухих веществ в нем до заданного содержания. Система подготовки и дозированной подачи воды выполнена с ко- жухотрубным теплообменником, снабженным для слива конденсата и устройством для распределения воды, сообщенными трубопроводами с устройством для растворения сухого молока и смесителем, на которых смонтированы приспособления для регулирования расхода воды. Устройство для очистки восстановленного молока выполнено в виде двух гидроциклонов со сливными патрубками для возврата осадка на повторное растворение, сообщенными с устройством растворения сухого молока, причем, первый гидроциклон установлен между устройством для эмульгирования и дегазатором, а второй - между дегазатором и теп- лообменным аппаратом и выполнен с патрубком для отвода пены, сообщенным с устройством для растворения сухого молока, при этом смеситель для дополнительной подачи воды в продукт установлен между аппаратом для эмульгирования целевого продукта и первым гидроциклоном. 2 з. п. ф-лы, 4 ил. (Л С vj Оч т-Л О о о

06019/Ll

Т)

62

5ff

3

14 44 43

53