Лекция: Назначение и принцип работы пластинчатого теплообменника при переработке молока.
В зависимости от назначения пластинчатые теплообменники могут быть одно-, трех-, четырех- и пятисекционными. В односекционном происходит только нагревание; в трехсекционном – нагревание, регенерация и охлаждение; в пятисекционном – нагревание, выдержка при температуре нагревания, регенерация, охлаждение водой, а затем охлажденным рассолом.
В отечественной консервной промышленности используют трехсекционные пластинчатые пастеризационно-охладительные установки ВПУ, производительностью 2,5 и 5,0 м/ч, обеспечивающие нагревание продукта с 15 до 85 С, выдержку при этой температуре 100 сек и охлаждение до 18 С. теплоносителем является горячая вода температурой 86 С, охлаждение производится водопроводной водой температурой 12 С.
Все типы теплообменников пластинчатых базируются на одних и тех же принципах движения продукта и греющей среды и различаются главным образом формой поверхности пластин.
Нагревательная камера пластинчатого теплообменника состоит из пластин толщиной 1 мм из нержавеющей стали, собранных в пакет. Зазор между пластинами – 2-5 мм, благодаря чему слой жидкости невелик и нагревание происходит быстро.
Каждая пластина имеет 4 отверстия – два сверху и два внизу. Отверстия при сборе пластин образуют четыре продольных канала: по двум верхним движется продукт, по двум нижним противотоком к продукту течет греющая среда. Поток продукта из верхнего канала распределяется параллельно между каждой парой пластин, проходит пространство между ними и выходит к нижнему каналу. Пластины теплообменника плотно прижимаются одна к другой при помощи нажимной плиты и винта. Между пластинами имеются резиновые прокладки.
Пластинчатые теплообменники имеют ряд преимуществ по сравнению с трубчатыми: более высокий коэффициент теплопередачи, меньшая площадь поверхности теплообмена при передаче такого же количества тепла, работа при минимальном температурном напоре, небольшие потери тепла, что исключает необходимость теплоизоляции.
Пластинчатый теплообменник — это устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодной (нагреваемой) среде через стальные гофрированные пластины, которые установлены в раму и стянуты в пакет.
Пластинчатый теплообменный аппарат состоит из станины, набора теплообменных пластин, промежуточных плит. Основными частями станины являются стойки 3 и 9, верхняя и нижняя штанги 7, нажимная плита 8, винт 10.
Станины часто бывают облицованными листовой полированной нержавеющей сталью для улучшения санитарных показателей оборудования. При небольшом числе пластин и редкой их разборке применяются станины с болтовыми соединениями, при большом — с одним или двумя зажимными механизмами. При одном зажимном механизме стойки 3 и 9, в которых закреплены концы штанг 7, массивны и прочны, затяжка осуществляется быстрее и проще (за счет самоустановки плит по вертикали). При двух зажимных механизмах массивная задняя стойка заменяется вертикальной распоркой, соединяющей штанги.
На главной стойке находятся штуцер 1 для ввода продукта и штуцер 2 для вывода теплоносителя. На нажимной плите 8 имеются штуцер 11 для вывода продукта и штуцер 12 для ввода теплоносителя (путь движения теплоносителя показан пунктирной линией, путь движения продукта — сплошной).
Теплообменные плиты 15, подвешенные на штанги 7, в рабочем положении плотно прижаты одна к другой. Уплотнение при этом обеспечивается резиновыми прокладками 4, 5, 13 и 14. По расположению отверстий, окольцованных прокладками, пластины (плиты) делятся на левые и правые и при подвеске чередуются. Последняя по ходу движения продукта пластина 6 не имеет отверстия, что создает необходимый подпор и способствует распределению нагреваемой жидкости по нечетным полостям между пластинами.
Все пластины в пакете одинаковы, только развернуты одна за другой на 180°, поэтому при стягивании пакета пластин образуются каналы, по которым и протекают жидкости, участвующие в теплообмене. Такая установка пластин обеспечивает чередование горячих и холодных каналов.
В процессе теплообмена жидкости движутся навстречу друг другу (в противотоке). В местах их возможного перетекания находится либо стальная пластина, либо двойное резиновое уплотнение, что практически исключает смешение жидкостей.
Назначение:
Предназначен для охлаждения или нагрева молока, сливок, кефира, пива, вина, соков, напитков, щелочи, воды, растительного масла, меланжа и других жидких продуктов в закрытом потоке.
· Хладоносителем является вода или рассол.
· Теплоносителем является вода, пар.
· Теплообменный аппарат состоит из теплообменных пластин, станины и нажимной плиты, стянутых между собой шпильками.
· Теплообменные пластины выпускаются разных типов, различающихся:
по виду уплотнений, обеспечивающих герметичность аппарата, по геометрическим размерам.
Тип АУплотнение закладное — обеспечивающее крепление уплотнения к пластине при помощи клипсовых зажимов (ПБК-1, ПМК-1).
Тип Б Крепление уплотнений к пластине при помощи клеевого соединения (ПМ-1).
Производительность, л/час:ПБК-1-1000 – 10000, ПМК-1 и ПМ-1 -1000 – 5000.