содержание      ..      1       2         ..

ОХЛАЖДЕНИЕ МОЛОКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ УСТАНОВОК (практикум, 2016 год) - часть 1

системы охлаждения. Компрессорно-конденсатный агрегат устанав-

ливается отдельно на фундамент. Используется компрессор

GRNQ-050E-TFQ-552 фирмы Gopeland, установленная мощность

которого 11,5 кВт.

Рис. 1.1. Танк-охладитель молока:

1 - емкость холодильного танка (ванна, с тепловой полиуретановой изоляцией);

2 - емкость для хранения молока; 3 - змеевиковый испаритель системы охлажде-

ния; 4 - пробка водосброса и ограничения уровня воды; 5 - датчик количества

льда; 6 - насос ледяной воды; 7 - измерительная штанга с миллиметровой шкалой;

8 - лаз с откидной крышкой; 9 - отверстие для налива молока диаметром 50 мм

с резиновой пробкой; 10 - мотор-редуктор привода мешалки; 11 - муфта гидрав-

лическая для ввода санитарно-моющего раствора в вал мешалки; 12 - мешалка,

оснащенная приспособлениями для разбрызгивания; 13 - разбирающаяся головка

разбрызгивателя; 14 - воздухоотводчик; 15 - теплоизоляционная крышка емкости

для хранения молока

Принцип работы холодильной установки (рис. 1.2) заключается

в следующем.

Газообразный хладагент компрессором 1 нагнетается в тепло-

обменник 3, в котором часть тепла отдается холодной воде, прохо-

дящей между пластинами, и дальше поступает в конденсатор 5.

Конденсатор обеспечивает охлаждение сжатых паров хладагента

окружающим воздухом и их конденсацию. Из конденсатора жид-

кий хладагент поступает в ресивер 6, фильтр-осушитель 7, где

очищается от механических примесей и обезвоживается, и дальше

через электромагнитный клапан 8 в терморегулирующий вентиль

(ТРВ) 9. Ресивер создает запас жидкого хладагента, необходимый

для обеспечения равномерного питания им испарительной систе-

мы, кроме того, он является дополнительной емкостью конденса-

тора, которая предотвращает переполнение последнего жидким

хладагентом. В ТРВ хладагент дросселируется. Дросселирование

сопровождается понижением давления хладагента от давления

конденсации до давления кипения. Часть жидкости, прошедшей

через ТРВ, превращается в насыщенный пар, охлаждая при этом

остальную часть хладагента до температуры кипения, т.е. из ТРВ

выходит смесь жидкости и насыщенного пара (влажный пар).

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

2

11

Рис. 1.2. Принципиальная схема системы охлаждения МТКО DIAN 2500/2:

1 - компрессор; 2 - реле давления сдвоенное (низкого и высокого); 3 - теплооб-

менник АКЕ (только для системы рекуперации тепла); 4 - реле давления; 5 - кон-

денсатор с вентиляторами;

6

- ресивер хладагента;

7

- фильтр-осушитель;

8 - смотровой глазок (с определением влажности системы); 9 - расширительный

вентиль (терморегулирующий); 10 - распределитель хладагента; 11 - испаритель;

12 - собирательная труба (коллектор)

Жидкий хладагент проходит распределитель 10, поступая в ис-

паритель 11, кипит, поглощая тепло от стенок молочной емкости.

Пары хладагента, отсасываемые компрессором 1, по мере прохож-

дения по испарителю 11 дополнительно подогреваются в результа-

те теплообмена через стенки последнего. Поэтому их температура

на выходе из испарителя обычно выше температуры кипения.

Далее цикл повторяется.

Рис. 1.3. Блок управления:

1 - двухстрочный дисплей; 2 - светодиод «авария»; 3 - кнопка «выключено»;

4 - светодиод «включена санобработка»; 5 - кнопка включения «санобработки»;

6 - кнопка «MODE»; 7 - светодиод «включено охлаждение»; 8 - кнопка

«охлаждение»; 9 - кнопка включения мешалки; 10 - светодиод «включена

мешалка»

Для контроля и отображения температуры молока, а также для

обеспечения автоматического режима охлаждения и поддержания

температуры охлажденного молока служит блок управления (рис.

1.3). Посредством его осуществляется процесс автоматической сан-

обработки резервуара для хранения молока, сигнализация и кон-

троль всех осуществляемых процессов и их отклонений.

1.2. Устройство подогрева воды в холодильной установке

МТКО DIAN 2500/2

Подогрев производственной воды - только при условии допол-

нительной комплектации аккумуляционной емкостью с теплооб-

менником.

Для подогрева производственной воды могут использоваться

7

тепловые отходы, образующиеся при охлаждении молока. Они пе-

редаются к производственной воде через змеевиковый теплооб-

менник, который находится внутри аккумуляционной емкости. Ак-

кумуляционная емкость устанавливается на место при производ-

стве монтажа оборудования (рис. 1.4).

На протяжении работы системы охлаждения компрессор нагне-

тает горячие пары хладагента, которые, проходя через теплооб-

менник, передают тепло воде, находящейся в аккумуляционной

емкости. Рабочее давление нагнетания пара хладагента регулирует-

ся посредством реле давления (если оно установлено) диапазоном

1,4-1,6 МПа. После превышения установленного давления вклю-

чатся вентиляторы, которые обеспечат снижение рабочего давле-

ния паров посредством охлаждения в воздушном пластинчатом

конденсаторе.

Рис. 1.4. Система рекуперации тепла:

1 - подвод холодной воды; 2 - запорный вентиль 3/4"; 3 - аккумуляционная

емкость; 4 - запорный вентиль 1/2"; 5 - вход и выход хладагента R22 (подключить

в нагревательную линию компрессора); 6 - теплообменник для рекуперации

тепла; 7 - термометр; 8 - манометр; 9 - выход подогретой воды (max t = 60 ºC);

10 - запорный вентиль 3/4"

8

1.3. Предварительное охлаждение молока

Применение системы предварительного охлаждения молока по-

зволяет смешивать молоко нескольких доений, что гарантирует

высокое качество сырья и значительно сокращает время охлажде-

ния молока до критической температуры 10 °С (в течение 15 минут

от начала доения).

Эта система работает следующим образом: предохладитель

использует ледяную воду от холодильного оборудования МТКО

DIAN и охлаждает молоко до температуры ниже 15 °С еще до по-

ступления его в танк, что крайне важно для производства высоко-

технологических молочных продуктов: йогуртов, детского питания

и др. (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Схема предварительного охлаждения молока:

1 - насос молочный (в комплект не входит); 2 - насос для ледяной воды;

3 - ледяная вода; 4 - танк охлаждения молока МТКО DIAN; 5 - молоко

t = 0…+1 ºС; 6 - предохладитель спиральный проточный для предварительного

охлаждения молока; 7 - молоко t = +16 ºС

9

1.4. Система промывки холодильной установки

МТКО DIAN 2500/2

Санитарно-гигиеническая обработка танка-охладителя МТКО

DIAN 2500/2 (в зависимости от комплектации) может осуществ-

ляться с автоматическим или ручным дозированием моющего

раствора. Схема санитарно-гигиенической обработки с ручным

дозированием моющего раствора представлена на рис. 1.6.

Перед началом санобработки необходимо повернуть рычаг

закрывающего клапана в положение, параллельное оси выпускного

отверстия, т.е. открыть выпускное отверстие. На внешнюю трубу

выпускного отверстия должна быть навинчена глухая пластмас-

совая заглушка, которая закольцует систему циркуляции санитарно-

моющего раствора. Одновременно с этим, используя вспомогатель-

ную лестницу, необходимо с площадки вручную произвести очистку

крышки лаза и уплотнительную резинку.

Рис. 1.6. Схема санитарно-гигиенической обработки:

с ручным дозированием моющего раствора:

1 - танк для молока; 2 - разбрызгивающая головка; 3 - мешалка; 4 - муфта гид-

равлическая; 5 - циркуляционный трубопровод системы санобработки; 6 - датчик

давления; 7 - патрубок входа горячей воды; 8 - парубок входа холодной воды; 9 -

емкость для санитарно-моющего раствора; 10 - подогреватель санитарно-мою-

щего раствора; 11 - датчик уровня; 12 - выпускной вентиль с электромагнитным

клапаном; 13 - насос системы санобработки; 14 - глухая заглушка (гайка); 15 -

выпускное отверстие; 16 - закрывающий клапан

10

Название

Номер шага (информация в верхней строчке дисплея)

исполнительного

Предварительная промывка

Санитация

Ополаскивание

Конец

устройства

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Вентиль ХВ

Вентиль ГВ -

прямо

Вентиль ГВ -

через емкость МД

средства

Электронагрева-

тельный элемент

Насос санитации

Электродвигатель

мешалки

Клапан слива

Время выполнения

20

В

240

Н

60

ВН

240

Н

60

ВН

Д

ВЭ

480

Н

60

ВН

90

Н

60

ВН

90

Н

60

ОС

операции, сек

Н

Рис. 1.7. Диаграмма процесса санобработки холодильных танков МТКО DIAN:

ХВ - холодная вода; ГВ - горячая вода 80 ºС (берется из электрического бойлера); ВН - время набора воды до установлен-

ного уровня (зависит от давления воды в водопроводе); ВЭ - время, необходимое для функционирования электронагрева-

тельного элемента, чтобы температура раствора достигла установленного значения (40-80 ºС) температуры санобработки;

Н - время работы насоса санитации с момента открывания клапана слива до момента уменьшения давления порога сраба-

тывания реле давления (шаги 4, 7, 10, 13, 16); Д - время с момента включения насоса санитации до момента достижения

порога срабатывания реле давления (обычно 1-2 с); ОС - время с момента включения 17 шага до момента нажатия

кнопки «Выключить»

печения равномерного питания им испарительной системы, кроме

того, он является дополнительной емкостью конденсатора, которая

предотвращает переполнение последнего жидким хладагентом.

В ТРВ хладагент дросселируется: Дросселирование сопровождается

понижением давления хладагента от давления конденсации до

давления кипения. Часть жидкости, прошедшей через ТРВ, превра-

щается в насыщенный пар, охлаждая при этом остальную часть

хладагента до температуры кипения, т.е. из ТРВ выходит смесь жид-

кости и насыщенного пара (влажный пар).

Рис. 2.1. Принципиальная схема холодильной установки фирмы «Westfalia»:

1 - термостат; 2 - испаритель; 3 - нагнетательный вентиль; 4 - компрессор; 5 -

всасывающий вентиль; 6 - регулятор высокого и низкого давления; 7 - электро-

магнитный клапан; 8 - смотровой глазок; 9 - терморегулирующий вентиль; 10 -

фильтр-осушитель; 11 - ресивер; 12, 22 - трубопроводы холодной и горячей воды;

13 - мембранный выключатель вентилятора; 14 - конденсатор; 15 - барометриче-

ский регулятор конденсатора; 16 - пластинчатый теплообменник; 17 - накопитель

воды; 18 - защитный анод; 19 - термометр; 20 - водяной насос; 21 - вентиль

Жидкий хладагент, поступая в испаритель 2, кипит, поглощая

тепло от стенок танка-охладителя. Пары хладагента, отсасываемые

компрессором, по мере прохождения по испарителю дополнитель-

но подогреваются в результате теплообмена через стенки послед-

него. Поэтому их температура на выходе из испарителя обычно

выше температуры кипения. И цикл повторяется. Холодильная ус-

тановка включается в работу при заполнении молочного танка до

15

такого уровня, когда крылья мешалки наполовину покроются мо-

локом (≈ 150 л), нажатием кнопки «снежинка» . В этом случае

холодильная установка работает в автоматическом режиме. После

процесса охлаждения происходит циклическое перемешивание мо-

лока (примерно 2 мин перемешивания, 13 мин - остановка), кото-

рое управляется программным переключателем. При постановке

переключателя в положение «длительное перемешивание»

мо-

локо перемешивается в течение двух минут перед сдачей или взя-

тием на пробу.

В положении переключателя

все функции холодильного

танка отключены. Но установка находится под напряжением. Пере-

ключатель должен находиться в этом положении, когда танк пустой.

При охлаждении молока до установленной температуры (+3 °С)

термостат 1 отключает холодильный агрегат и повторно его вклю-

чает при нагреве молока до 4 °С.

2.2. Устройство и процесс подогрева воды

в холодильной установке

Холодильная установка оборудована устройством регенерации

тепла (рис. 2.1), которое включает в себя накопитель воды 17 с тер-

мометром 19 и защитным анодом 18, теплообменник 16, циркуля-

ционный насос горячей воды 20. Накопитель теплой воды и пла-

стинчатый теплообменник соединены трубопроводами холодной

и горячей воды 12, 22. В свою очередь теплообменник соединен

с холодильным агрегатом. В процессе охлаждения горячий газооб-

разный хладагент от компрессора проходит через теплообменник

и нагревает производственную воду. Циркуляционный насос пода-

ет воду в верхнюю зону накопителя теплой воды, когда температу-

ра ее поднялась до +53…+55 °С. Одновременно холодная вода

вытекает из нижней зоны накопителя в теплообменник. За счет

этого возникают разделенные и не перемешивающиеся один с дру-

гим объемы холодной и теплой воды. Уже примерно через 10 мин

после включения холодильной установки может отбираться теплая

вода с температурой выше +50 °С. Температура теплой воды под-

держивается регулятором постоянной на уровне +53…+55 °С.

Когда все содержимое накопителя нагреется до +53 °С, то вода

этой высокой температуры также поступает в теплообменник

и происходит дальнейший подогрев примерно до +60 °С. При этом

регулятор теплой воды увеличивает поперечное сечение трубы, что

приводит к повышению производительности охлаждения макси-

мально до 10…15 л/мин. В результате этого скорость потока в теп-

лообменнике увеличивается настолько, что опасность отложения

извести и загрязнения в дальнейшем уменьшается.

Если температура теплой воды поднимается выше +60…+65 °С,

например, летом при небольшом расходе воды, то необходимо сли-

вать часть содержимого накопителя и доливать его холодной водой.

При пуске установки охлаждения молока в работу третья часть

объема накопителя всегда должна быть заполнена водой.

Внутренний бак накопителя покрыт двойным слоем эмали.

В качестве дополнительной защиты установлен магниевый защит-

ный анод. Его защитное действие основано на электрохимической

реакции, при которой происходит расщепление материала магние-

вого анода отложениями в коррозионно-опасных местах. Одновре-

менно магниевый анод обеспечивает защиту слабых мест эмалево-

го слоя от точечной коррозии. Срок эксплуатации магниевого

анода в очень большой степени определяется местным качеством

воды. Предпочтительна производственная вода с минимальной

электропроводностью. Не позднее, чем через один год после запус-

ка в работу установки регенерации тепла, необходимо провести

первую проверку защитного анода в вертикальном накопителе. За-

мена анода требуется в том случае, если его диаметр уменьшился

до 1/3 нового анода (диаметр нового анода 33 мм).

2.3. Измерение количества и вывоз молока

Вместе с танком-охладителем поставляется специальная табли-

ца, на которой сопоставлены значения в литрах и миллилитрах

и которая дает точный объем молока. Измерительная линейка кон-

тролируется и маркируется в палате мер и весов.

Чтобы правильно считывать показания измерительной линейки,

необходимо:

- поставить переключатель танка-охладителя в положение

;

- подождать, пока поверхность молока станет ровной;

- измерить уровень молока чистой и сухой линейкой;

- осторожно повесить на специальный выступ и сразу же вы-

тащить ее для считывания показаний.

В таблице задан объем, соответствующий показаниям в милли-

метрах на линейке. Во время хранения молока измерительная ли-

нейка должна храниться вне танка-охладителя в чистом виде

и в доступном для обслуживающего персонала месте. Кроме того,

если поставить переключатель танка-охладителя в положение

, то при нажатии кнопки черного цвета, расположенной слева

на панели управления, на табло высвечивается высота молока

в миллиметрах, а при повторном нажатии кнопки - его объем

в литрах.

Молоко может откачиваться из цистерны по шлангу через гор-

ловину или через сливной клапан, расположенный внизу танка-

охладителя.

2.4. Система промывки танка-охладителя

Фирма «Westfalia» рекомендует использовать для промывки

и дезинфекции танка-охладителя только те средства, которые при-

способлены для доильных установок, признанные DLG продукты

R+D из программы «CIRCO». Применение средств R&D осуществ-

ляется по инструкции производителя.

При установке новых резервуаров для средств промывки необхо-

димо следить за тем, чтобы не перепутать всасывающие шланги.

В противном случае щелочные и кислотные средства могут смеши-

ваться, скристаллизовываться, что приведет к забиванию шлангов.

Синий шланг предназначен исключительно для щелочного R&D

средства, а красный - только для кислотного. Никогда не следует

смешивать щелочные и кислотные средства, так как возникающий

вследствие этого хлорный газ является опасным для жизни. Хранить

средства промывки следует в недоступных посторонним местах.

Дозировка моющих средств производится с помощью дозиро-

вочной емкости, которая находится в передней части танка-

охладителя.

Процесс промывки начинается с установки переключателя в по-

ложение . Кнопку необходимо держать нажатой в течение 1 с.

Загорается зеленая лампочка, которая показывает, что процесс

промывки идет по программе.

Весь процесс промывки состоит из 6 этапов.

1. Предварительная промывка чистой водой (рис. 2.2). Вода из се-

ти разбрызгивается по внутренним стенкам танка, смывает остатки

молока и твердые частицы, осевшие на стенках и дне танка. Эта вода

сразу же через магнитный клапан сливается в канализацию.

Рис. 2.2. Предварительная промывка и ополаскивание

2. Предварительная промывка циркулирующей водой. Сначала

вода из сети подается в танк-охладитель без включения насоса

и разбрызгивающей головки. Затем при достижении заданного уров-

ня включается насос и производится циркуляционная промывка.

3. Основная промывка водой с моющим раствором. В течение

этого этапа моющий раствор поступает из емкости в циркулирую-

щую воду, и смесь разбрызгивается на стенки танка.

4 и 5. Двойное ополаскивание циркулирующей водой со сливом

воды в канализацию в конце этапа.

6. Ополаскивание чистой водой и с одновременным сливом во-

ды в канализацию.

При промывке необходимо соблюдать правила инструкции по

работе с моющими средствами (носить перчатки и очки при обра-

щении со средствами промывки).

Рис. 3.1. Схема терморегулирующего вентиля с внутренним выравниванием:

1 - термобаллон; 2 - капиллярная трубка; 3 - мембрана; 4 - толкатель; 5 - клапан;

6 - иглодержатель; 7 - пружина; 8 - гайка; 9 - винт

При этой температуре баллона в силовой системе ТРВ устанав-

ливается давление Р_с, которое воспринимается мембраной 3. Так,

если силовая система ТРВ заполнена хладагентом R134a, то в слу-

чае перегрева паров хладона в испарителе на участке БВ на 5 °С (от

-15 °С до -10 °С) давление в силовой системе будет составлять

2,0∙10⁵ Па. Поскольку давление в испарителе поддерживается ком-

прессором на величине 1,64∙10⁵ Па, то перегреву паров хладагента

в испарителе в 5 °С соответствует разность давлений на мембрану

(2,0∙10⁵-1,64∙10⁵ Па).

Под действием этой разности давлений мембрана прогибается

вниз и через толкатели 4 нажимает на иглодержатель 6, открывая

клапан 5. Открытие клапана происходит до тех пор, пока усилие

сжатой пружины 7 уравновесит силу давления на мембрану. До-

пустим, что при таком положении клапана происходит полное

(требуемое) заполнение испарителя хладагентом (кипение жидкого

хладагента заканчивается в точке Б).

С понижением температуры в охлаждаемой среде вследствие

работы холодильной машины теплопритоки к испарителю умень-

содержание      ..      1       2         ..

///////////////////////////////////////