proiect utilaj

68
1 Mo Coala Nr. Docum. Semn. Data Elaborat Verificat Litera Coala Coli 46 Instalatia pentru răcirea laptelui UTM FTMIA gr. TL-061 Aprobat Contr.norm Zaharia Cuprins Introducere....................................................... ................................................................. .......2 1. Studiul tehnic......................................................... ............................................................3 2. Motivarea tehnico- economică......................................................... ................................16 3. Construcţia şi principiu de funcţionare a liniei tehnologice........................................18 4. Construcţia şi principiu de funcţionare a utilajului.....................................................20 5. Calculul instalaţiei.................................................... ..............................................................3 4 6. Protecţia muncii. Tehnica securităţii....................................................... ......................42 7. Concluzie........................................................... ................................................................44 8. Bibliografii........................................................ ................................................................45 Galusca E.

description

CuprinsIntroducere...............................................................................................................................21. Studiul tehnic.....................................................................................................................32. Motivarea tehnico-economică.........................................................................................163. Construcţia şi principiu de funcţionare a liniei tehnologice........................................184. Construcţia şi principiu de funcţionare a utilajului.....................................................20 5. Calculul instalaţiei..................................................................................................................346. Protecţia muncii. Tehnica securităţii.............................................................................42 7. Concluzie...........................................................................................................................44 8. Bibliografii........................................................................................................................45 9. Anexe.................................................................................................................................46

Transcript of proiect utilaj

Page 1: proiect utilaj

1

Mod

Coala Nr Docum Semn Data

Elaborat

Verificat

Litera Coala Coli

46Instalatia pentru răcirea

lapteluiUTM FTMIA

gr TL-061 Aprobat

Contrnorm

Zaharia Anna

Cuprins

Introducere2

1 Studiul tehnic3

2 Motivarea tehnico-economică16

3 Construcţia şi principiu de funcţionare a liniei tehnologice18

4 Construcţia şi principiu de funcţionare a utilajului20

5 Calculul instalaţiei34

6 Protecţia muncii Tehnica securităţii42

7 Concluzie44

8 Bibliografii45 9 Anexe46

Galusca E

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Introducere

Industria laptelui ocupă un loc deosebit icircn industria alimentară a sectorului agro-industrial

Laptele este un produs alimentar excelent si din el se prepară un sortiment foarte variat de produse

alimentare icircnsă pentru a avea materie primă icircn cantităti suficiente producătorul de lapte-materie

primă trebuie sustinut de stat si gospodării industriale Fabricarea produselor lactate reprezintă un

proces tehnologic complex care include diferite operatii tehnologice bazate pe metode chimice

fizice microbiologice biochimice si de actiune asupra materie prime

Laptele si produsele lactate datorită compozitiei lor chimice si gradului icircnalt de asimilare ocupă un

loc important icircn alimentatia ratională a omului fiind si sursele cele mai accesibile de proteine de

origine animală Calitătile nutritive excelente ala laptelui ca produs alimentar se cunosc din vremuri

străvechi Filosofii antici au numit laptele bdquo izvorul sănătătiirdquo bdquosucul vietiirdquo bdquosicircnge albrdquo iar marele

fiziolog rus Pavlov l-a numit bdquohrană remarcabilă creată de icircnsăsi naturardquo

Răcirea laptelui are ca scop prelungirea duratei de păstrare a proprietatilor iniţiale ale laptelui

proaspat fiind cea mai eficace metoda de incetinire a dezvoltării microflorei laptelui şi deci de

conservare a acestuia Temperatura la care este răcit laptele depinde de durata păstrarii lui

In conditiile de fermă mai frecvent sunt folosite racitoarele cu placi si rezervoare - racitoare de

lapte

Racitoarele cu placi sunt folosite in cazul utilizarii instalatiilor de muls in care caz racitorul cu placi

face parte integranta din instalatia de muls mecanic

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

facind racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica racitoarele

cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si TRAP-6 cu 24

placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura racita de

evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pentru satisfacerea necesitătilor populatiei icircn produse lactate republica noastră dispune de o bază

industrială de prelucrare a laptelui bine dezvoltată dotată cu instalatii cicirct se poate de modernă de

mare eficacitate

2 - 2 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Studiul tehnic

Instalaţia pentru răcirea laptelui cu freon (11)2150193

Rezumat

Inventia este destinata utilizării icircn agricultură in industria produselor lactate şi cea alimentară-

pentru racirea laptelui Utilajul freon-refrigerare pentru racirea laptelui conţine un recipient vid

pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn

ultimul set este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat Există o

linie cu o supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului Acesta este setat pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului este conectata la sursa

de filtrare a apei de purificare a apei şi dozatoare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de

vid pentru lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control

cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte este instalat senzor de temperatură electric

conectat la unitatea de control Inventia prevede o reducere a capitalului şi a costurilor de operare

pentru echipamentele de răcire a laptelui creşte eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a

laptelui şi extinde domeniului de aplicare a dispozitivelor

Inventia se refera la domeniul agriculturii industriei alimentare şi a produselor lactate şi poate fi

folosita pentru răcirea laptelui apei şi alte produse alimentare lichide icircn rezervoare şi containere de

orice tip fără a se utiliza compresori de refigerare

Instalaţia de răcire a laptelui conţine o baie deschisa sau sigilata de lapte instalatie de racire cu

freon efectuarea răcirii laptelui prin intermediul lichidului de răcire intermediara - apă ingheţată

Dezavantajul acestei instalaţii precum şi a altor unităţi de refrigerare cu freon sunt cantităţile mari

de energie pentru racirea laptelui deoarece disiparea caldurii din lapte trece prin doi pereţi de metal

icircntr-o baie de lapte intr-un evaporator cu freon Icircn plus freon incalca echilibrul ecologic in natura

distruge ozonul atmosferic şi este interzis prin acorduri internaţionale

Cunoscutul sistemul- freon de refrigerare pentru lapte conţine un rezervor pentru lapte rezervor de

vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare pompă de vid pompe de vid scăzut

condensator supapă elektrovacuummetru (RU 2108711 C1 A 01 J 9 04 200498 ) Camera de

vid icircn acesta instalare este izolata şi conectata la linia condensatorul de condens-returnare

Dezavantajul acestei configuratii este incapacitatea de a fi folosite pentru fermele de lapte şi produse

lactate cu volume mari de lapte procesat precum şi crearea unor containere cu vid izolat-sigilate de

3 - 3 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

mare capacitate este o problemă tehnica complexa ele fiind foarte scumpe pentru fabricare şi pentru

acest motiv la ferme fabrici de produse lactate pentru răcirea laptelui acestea sunt greu de utilizat

Icircn plus exploatarea acestor nave sub vid este periculos din punct de vedere al siguranţei Acest lucru

este valabil icircn special pentru recipiente de capacitate mare Capacitatea tancurilor la astfel de

instalaţii utilizate in agricultura şi industria alimentara varieaza de la 25 - 6 м3

Prezenţa in protip a unei linii speciale de returnare a condensatului nu garantează nivelul cerut de

calitate a laptelui şi face racitorul mai scump Deficienţele raportate fac imposibilă pentru a asigura

introducerea pe scară largă a racitorului la fermele şi la uzinele de lapte

Aceasta inventie are ca scop rezolvarea problemei tehnice si anume de a reduce costurile de capital

şi de funcţionare pentru echipamente de răcire a laptelui creşterea eficienţei şi intensitatii procesului

de răcire a laptelui şi de a extinde utilizarea dispozitivului

Pentru a atinge acest rezultat tehnic a sistemului- freon de refrigerare pentru lapte care conţine un

rezervor pentru lapte rezervor de vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare

pompă de vid pompe de vid scăzut condensator valve electrovacummetru se va diferentia icircn ceea

ca rezervorul de vid pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru

conducta de lapte unde sunt montate pompa universala de lapte supapa de retinere si supapa de

dozat Supapa de inchidere a liniei de supraicircncărcare poate fi montata pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului poate fi conectata la

sursa de filtrare a apei de purificare a apei şi de dozare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera

de vid pentru lapte pot fi instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de

control cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte poate fi instalat senzor de temperatură

electric conectat la unitatea de control Aceste caracteristici de design oferă următoarele beneficii

- Posibilitatea de racire de lapte icircn rezervoare fara vacuum de orice tip şi dimensiune care reduce

dramatic costul şi costul de racire de lapte inclusiv de capital şi a costurilor de operare şi creşte

semnificativ siguranţa icircn exploatare a acestora

- Capacitatea de răcire icircn mod eficient a laptelui icircn rezervoare atunci cacircnd se schimbă nivelul de

lapte din ele dupa modul deplasarii lui de exemplu de la masinile de muls Acest lucru face posibil

pentru a icircncepe procesul de răcire lapte aproape simultan cu icircnceputul mulsului si foarte important

permite timp pentru muls pentru răcirea laptelui fără a aştepta finalizarea acestuia Acest lucru face

posibilă pentru a fi menţinuta calitatea laptelui

- Practic permit de a elimina pierderea de lapte atunci cacircnd este răcit fără a compromite calitatea

laptelui şi fără a creşte costul tancurilor şi costurile de exploatare

Esenta inventiei se explică prin desene care arată schematic forma generală a instalaţieiInstalatia

4 - 4 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pentru refrigerare cu freon a laptelui conţine o cameră de vid 1 pentru lapte icircn partea de jos este

conectata partea de jos a rezervorului 2 pentru conducta de lapte 3 unde este stabilita o pompă

universal a laptelui 4 o supapă de verificare 5 şi ventil 6 şi valva 7 linia 8 supraicircncărcarea supapei de

montat la un dispozitiv de flotor 9 icircn partea superioară a rezervorului 2 pentru lapte partea

superioară in care comunică cu sursa de apă printr-un filtru 10 pentru purificarea apei şi dozarea

dispozitivului 11 Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici a camerei de vid 1 pentru lapte sunt setati

senzori in 12 nivele sunt conectate electric prin blocul 13 conduse cu o pompă de lapte universala

4 iar in rezervorul de lapte 2 este stabilit senzorul de temperatură 14 electric conectat la unitatea de

control 13 La sirmele cu vacuum sunt instalate pompele 15 16 de icircnaltă şi joasă vid ecartamentul

electrice de vid 17 condensator 18 şi supapă 19 şi pe linia 8 este instalat robinet termostatic 20

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui lucreaza in felul urmator

Se execută sistem de vid cu un condensator 18 Acesta a inclus pompa 16 cu vid scăzut La un

semnal electric-ecartament de vid 17 s-a inclus pompa 15 de mare de vid

Icircn camera de vid pentru lapte se creează un vid de lucru Laptele in linia 8 prin supapa de

supraicircncărcare 7 şi robinetul termostatic 20 este alimentat la răcire icircn camera de vid 1 pentru lapte

Acest lucru are loc sub influenţa diferenţei de presiune icircn camera de vid 1 pentru lapte şi presiunea

atmosferică icircn rezervorul 2 pentru lapte Valva 7 este instalata pe un dispozitiv de flotor 9 se mută

icircmpreună cu nivelul de lapte icircn rezervor 2 Aceasta oferă aspiraţia straturilor superioare de lapte cald

la orice nivel de lapte icircn rezervor 2 Apărută icircn procesul de supraicircncărcare prin robinetul termostatic

20 este reglementată astfel icircncacirct la nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

şi alimentat la condensatorul 18 Aici laptele este răcit rapid Robinet termostatic 20 este

reglementat astfel icircncacirct sa fie reglat nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

de vid icircnalt Presiunea aerului icircn condensatorul 18 condensează vapori de apă rece pe suprafeţe şi se

acumulează icircn partea inferioară

Pompa de vid 16 devine icircn acest caz funcţia auxiliara pentru icircndepărtarea din condensator de gaze

condensabile şi aer

Acest lucru are loc după cum urmează

Aerul icircn cantităţi mici dizolvat icircn lapte se poate acumula de asemenea prin intermediul unor

scurgeri icircn sistemul de vid Odată cu acumularea aerului presiunea icircn condensatorul 18 creste şi

dupa semnalul elektrovacumetru 17 opereaza solenoidul supapei 19 şi se porneste pompa 16 cu un

vid scăzut Aerul este pompat de la pompa de vid şi volumul redus de vid este oprit Icircn cazul icircn care

nivelul este răcit icircntr-un vas de vid 1 laptele care vine prin supraicircncărcarea 8 ajunge la senzorul de

nivel superior 12 include o pompa de lapte universala 4 şi este dezvoltat sub presiunea de lapte

refrigerat printr-o supapă de verificare 5 şi ventilul 6 este pompat icircn partea de jos a rezervorului 2

unde este concentrat lapte rece

Universala pompa de lapte 4 este oprita cu privire la reducerea nivelului de lapte icircn camera de vid 1

5 - 5 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

(icircn procesul de pompare a laptelui) pina la senzorul de nivel inferior 12 (pentru semnalul lui)

Semnalul de deconectare poate fi de asemenea făcut pe un program temporar cu o unitate de

control 13 Nivelul de lapte incepe sa creasca Repetarea cicluri de pompare şi de răcire are loc pacircnă

icircn momentul icircn care temperatura de lapte din rezervorul de 2 nu se icircncadrează la o valoare

specificată Icircn acest caz dupa semnalul de senzori de temperatură 14 aparatul este oprit

Icircn procesul de răcire dupa aceasta tehnologie se petrece amestecul de lapte din rezervor 2 Pentru a

evita pierderea de lapte prin evaporare sub influenţa vidului valoarea estimată de apă (aproximativ

4) este alimentata icircn rezervorul 2 Aceasta apă icircn procesul de răcire va acţiona ca un agent

frigorific

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui in tancurile de răcire asigura reducerea nivelul de

capital şi a costurilor de operare si pot fi folosite icircn mod eficient icircn aproape toate fermele de lapte

uzine de lapte şi ofera facilităţi pentru răcirea laptelui apei sau orice lichide

Instalarea nu are nevoie unităţi costisitoare de compresie şi unităţi de condensare rare costisitoare şi

dăunătoare mediului S-a folosit un agent refrigerent ieftin - apa care nu necesită ca fluxul

costisitor evaporatoare şi tancuri speciale

Utilizarea invenţiei prin folosirea containere de vid-sigilate icircn combinaţie cu o pompa de lapte

universala şi supapa de verificare extinde sfera de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului

şi a costurilor de exploatare creşte eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Cererea pentru inventie

1 Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui care conţine conţine un recipient vid pentru lapte

icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn ultimul set

este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat o linie cu o

supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului rezervor de vid pompe de vid scăzut condensator valve

electrovacummetru

2 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde supapa liniei de supraicircncărcare este montata pe un

dispozitiv de plutire icircn partea superioară a rezervorului pentru lapte

3 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 icircn care partea superioară a rezervorului este conectat la sursa de

filtrare a apei de purificare a apei şi dozare a ei

4 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de vid pentru

lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control cu pompa

de lapte universala

5 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in rezervorul pentru lapte este instalat senzor de

temperatură electric conectat la unitatea de control

6 - 6 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 2: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Introducere

Industria laptelui ocupă un loc deosebit icircn industria alimentară a sectorului agro-industrial

Laptele este un produs alimentar excelent si din el se prepară un sortiment foarte variat de produse

alimentare icircnsă pentru a avea materie primă icircn cantităti suficiente producătorul de lapte-materie

primă trebuie sustinut de stat si gospodării industriale Fabricarea produselor lactate reprezintă un

proces tehnologic complex care include diferite operatii tehnologice bazate pe metode chimice

fizice microbiologice biochimice si de actiune asupra materie prime

Laptele si produsele lactate datorită compozitiei lor chimice si gradului icircnalt de asimilare ocupă un

loc important icircn alimentatia ratională a omului fiind si sursele cele mai accesibile de proteine de

origine animală Calitătile nutritive excelente ala laptelui ca produs alimentar se cunosc din vremuri

străvechi Filosofii antici au numit laptele bdquo izvorul sănătătiirdquo bdquosucul vietiirdquo bdquosicircnge albrdquo iar marele

fiziolog rus Pavlov l-a numit bdquohrană remarcabilă creată de icircnsăsi naturardquo

Răcirea laptelui are ca scop prelungirea duratei de păstrare a proprietatilor iniţiale ale laptelui

proaspat fiind cea mai eficace metoda de incetinire a dezvoltării microflorei laptelui şi deci de

conservare a acestuia Temperatura la care este răcit laptele depinde de durata păstrarii lui

In conditiile de fermă mai frecvent sunt folosite racitoarele cu placi si rezervoare - racitoare de

lapte

Racitoarele cu placi sunt folosite in cazul utilizarii instalatiilor de muls in care caz racitorul cu placi

face parte integranta din instalatia de muls mecanic

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

facind racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica racitoarele

cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si TRAP-6 cu 24

placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura racita de

evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pentru satisfacerea necesitătilor populatiei icircn produse lactate republica noastră dispune de o bază

industrială de prelucrare a laptelui bine dezvoltată dotată cu instalatii cicirct se poate de modernă de

mare eficacitate

2 - 2 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Studiul tehnic

Instalaţia pentru răcirea laptelui cu freon (11)2150193

Rezumat

Inventia este destinata utilizării icircn agricultură in industria produselor lactate şi cea alimentară-

pentru racirea laptelui Utilajul freon-refrigerare pentru racirea laptelui conţine un recipient vid

pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn

ultimul set este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat Există o

linie cu o supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului Acesta este setat pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului este conectata la sursa

de filtrare a apei de purificare a apei şi dozatoare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de

vid pentru lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control

cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte este instalat senzor de temperatură electric

conectat la unitatea de control Inventia prevede o reducere a capitalului şi a costurilor de operare

pentru echipamentele de răcire a laptelui creşte eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a

laptelui şi extinde domeniului de aplicare a dispozitivelor

Inventia se refera la domeniul agriculturii industriei alimentare şi a produselor lactate şi poate fi

folosita pentru răcirea laptelui apei şi alte produse alimentare lichide icircn rezervoare şi containere de

orice tip fără a se utiliza compresori de refigerare

Instalaţia de răcire a laptelui conţine o baie deschisa sau sigilata de lapte instalatie de racire cu

freon efectuarea răcirii laptelui prin intermediul lichidului de răcire intermediara - apă ingheţată

Dezavantajul acestei instalaţii precum şi a altor unităţi de refrigerare cu freon sunt cantităţile mari

de energie pentru racirea laptelui deoarece disiparea caldurii din lapte trece prin doi pereţi de metal

icircntr-o baie de lapte intr-un evaporator cu freon Icircn plus freon incalca echilibrul ecologic in natura

distruge ozonul atmosferic şi este interzis prin acorduri internaţionale

Cunoscutul sistemul- freon de refrigerare pentru lapte conţine un rezervor pentru lapte rezervor de

vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare pompă de vid pompe de vid scăzut

condensator supapă elektrovacuummetru (RU 2108711 C1 A 01 J 9 04 200498 ) Camera de

vid icircn acesta instalare este izolata şi conectata la linia condensatorul de condens-returnare

Dezavantajul acestei configuratii este incapacitatea de a fi folosite pentru fermele de lapte şi produse

lactate cu volume mari de lapte procesat precum şi crearea unor containere cu vid izolat-sigilate de

3 - 3 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

mare capacitate este o problemă tehnica complexa ele fiind foarte scumpe pentru fabricare şi pentru

acest motiv la ferme fabrici de produse lactate pentru răcirea laptelui acestea sunt greu de utilizat

Icircn plus exploatarea acestor nave sub vid este periculos din punct de vedere al siguranţei Acest lucru

este valabil icircn special pentru recipiente de capacitate mare Capacitatea tancurilor la astfel de

instalaţii utilizate in agricultura şi industria alimentara varieaza de la 25 - 6 м3

Prezenţa in protip a unei linii speciale de returnare a condensatului nu garantează nivelul cerut de

calitate a laptelui şi face racitorul mai scump Deficienţele raportate fac imposibilă pentru a asigura

introducerea pe scară largă a racitorului la fermele şi la uzinele de lapte

Aceasta inventie are ca scop rezolvarea problemei tehnice si anume de a reduce costurile de capital

şi de funcţionare pentru echipamente de răcire a laptelui creşterea eficienţei şi intensitatii procesului

de răcire a laptelui şi de a extinde utilizarea dispozitivului

Pentru a atinge acest rezultat tehnic a sistemului- freon de refrigerare pentru lapte care conţine un

rezervor pentru lapte rezervor de vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare

pompă de vid pompe de vid scăzut condensator valve electrovacummetru se va diferentia icircn ceea

ca rezervorul de vid pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru

conducta de lapte unde sunt montate pompa universala de lapte supapa de retinere si supapa de

dozat Supapa de inchidere a liniei de supraicircncărcare poate fi montata pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului poate fi conectata la

sursa de filtrare a apei de purificare a apei şi de dozare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera

de vid pentru lapte pot fi instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de

control cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte poate fi instalat senzor de temperatură

electric conectat la unitatea de control Aceste caracteristici de design oferă următoarele beneficii

- Posibilitatea de racire de lapte icircn rezervoare fara vacuum de orice tip şi dimensiune care reduce

dramatic costul şi costul de racire de lapte inclusiv de capital şi a costurilor de operare şi creşte

semnificativ siguranţa icircn exploatare a acestora

- Capacitatea de răcire icircn mod eficient a laptelui icircn rezervoare atunci cacircnd se schimbă nivelul de

lapte din ele dupa modul deplasarii lui de exemplu de la masinile de muls Acest lucru face posibil

pentru a icircncepe procesul de răcire lapte aproape simultan cu icircnceputul mulsului si foarte important

permite timp pentru muls pentru răcirea laptelui fără a aştepta finalizarea acestuia Acest lucru face

posibilă pentru a fi menţinuta calitatea laptelui

- Practic permit de a elimina pierderea de lapte atunci cacircnd este răcit fără a compromite calitatea

laptelui şi fără a creşte costul tancurilor şi costurile de exploatare

Esenta inventiei se explică prin desene care arată schematic forma generală a instalaţieiInstalatia

4 - 4 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pentru refrigerare cu freon a laptelui conţine o cameră de vid 1 pentru lapte icircn partea de jos este

conectata partea de jos a rezervorului 2 pentru conducta de lapte 3 unde este stabilita o pompă

universal a laptelui 4 o supapă de verificare 5 şi ventil 6 şi valva 7 linia 8 supraicircncărcarea supapei de

montat la un dispozitiv de flotor 9 icircn partea superioară a rezervorului 2 pentru lapte partea

superioară in care comunică cu sursa de apă printr-un filtru 10 pentru purificarea apei şi dozarea

dispozitivului 11 Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici a camerei de vid 1 pentru lapte sunt setati

senzori in 12 nivele sunt conectate electric prin blocul 13 conduse cu o pompă de lapte universala

4 iar in rezervorul de lapte 2 este stabilit senzorul de temperatură 14 electric conectat la unitatea de

control 13 La sirmele cu vacuum sunt instalate pompele 15 16 de icircnaltă şi joasă vid ecartamentul

electrice de vid 17 condensator 18 şi supapă 19 şi pe linia 8 este instalat robinet termostatic 20

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui lucreaza in felul urmator

Se execută sistem de vid cu un condensator 18 Acesta a inclus pompa 16 cu vid scăzut La un

semnal electric-ecartament de vid 17 s-a inclus pompa 15 de mare de vid

Icircn camera de vid pentru lapte se creează un vid de lucru Laptele in linia 8 prin supapa de

supraicircncărcare 7 şi robinetul termostatic 20 este alimentat la răcire icircn camera de vid 1 pentru lapte

Acest lucru are loc sub influenţa diferenţei de presiune icircn camera de vid 1 pentru lapte şi presiunea

atmosferică icircn rezervorul 2 pentru lapte Valva 7 este instalata pe un dispozitiv de flotor 9 se mută

icircmpreună cu nivelul de lapte icircn rezervor 2 Aceasta oferă aspiraţia straturilor superioare de lapte cald

la orice nivel de lapte icircn rezervor 2 Apărută icircn procesul de supraicircncărcare prin robinetul termostatic

20 este reglementată astfel icircncacirct la nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

şi alimentat la condensatorul 18 Aici laptele este răcit rapid Robinet termostatic 20 este

reglementat astfel icircncacirct sa fie reglat nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

de vid icircnalt Presiunea aerului icircn condensatorul 18 condensează vapori de apă rece pe suprafeţe şi se

acumulează icircn partea inferioară

Pompa de vid 16 devine icircn acest caz funcţia auxiliara pentru icircndepărtarea din condensator de gaze

condensabile şi aer

Acest lucru are loc după cum urmează

Aerul icircn cantităţi mici dizolvat icircn lapte se poate acumula de asemenea prin intermediul unor

scurgeri icircn sistemul de vid Odată cu acumularea aerului presiunea icircn condensatorul 18 creste şi

dupa semnalul elektrovacumetru 17 opereaza solenoidul supapei 19 şi se porneste pompa 16 cu un

vid scăzut Aerul este pompat de la pompa de vid şi volumul redus de vid este oprit Icircn cazul icircn care

nivelul este răcit icircntr-un vas de vid 1 laptele care vine prin supraicircncărcarea 8 ajunge la senzorul de

nivel superior 12 include o pompa de lapte universala 4 şi este dezvoltat sub presiunea de lapte

refrigerat printr-o supapă de verificare 5 şi ventilul 6 este pompat icircn partea de jos a rezervorului 2

unde este concentrat lapte rece

Universala pompa de lapte 4 este oprita cu privire la reducerea nivelului de lapte icircn camera de vid 1

5 - 5 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

(icircn procesul de pompare a laptelui) pina la senzorul de nivel inferior 12 (pentru semnalul lui)

Semnalul de deconectare poate fi de asemenea făcut pe un program temporar cu o unitate de

control 13 Nivelul de lapte incepe sa creasca Repetarea cicluri de pompare şi de răcire are loc pacircnă

icircn momentul icircn care temperatura de lapte din rezervorul de 2 nu se icircncadrează la o valoare

specificată Icircn acest caz dupa semnalul de senzori de temperatură 14 aparatul este oprit

Icircn procesul de răcire dupa aceasta tehnologie se petrece amestecul de lapte din rezervor 2 Pentru a

evita pierderea de lapte prin evaporare sub influenţa vidului valoarea estimată de apă (aproximativ

4) este alimentata icircn rezervorul 2 Aceasta apă icircn procesul de răcire va acţiona ca un agent

frigorific

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui in tancurile de răcire asigura reducerea nivelul de

capital şi a costurilor de operare si pot fi folosite icircn mod eficient icircn aproape toate fermele de lapte

uzine de lapte şi ofera facilităţi pentru răcirea laptelui apei sau orice lichide

Instalarea nu are nevoie unităţi costisitoare de compresie şi unităţi de condensare rare costisitoare şi

dăunătoare mediului S-a folosit un agent refrigerent ieftin - apa care nu necesită ca fluxul

costisitor evaporatoare şi tancuri speciale

Utilizarea invenţiei prin folosirea containere de vid-sigilate icircn combinaţie cu o pompa de lapte

universala şi supapa de verificare extinde sfera de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului

şi a costurilor de exploatare creşte eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Cererea pentru inventie

1 Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui care conţine conţine un recipient vid pentru lapte

icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn ultimul set

este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat o linie cu o

supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului rezervor de vid pompe de vid scăzut condensator valve

electrovacummetru

2 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde supapa liniei de supraicircncărcare este montata pe un

dispozitiv de plutire icircn partea superioară a rezervorului pentru lapte

3 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 icircn care partea superioară a rezervorului este conectat la sursa de

filtrare a apei de purificare a apei şi dozare a ei

4 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de vid pentru

lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control cu pompa

de lapte universala

5 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in rezervorul pentru lapte este instalat senzor de

temperatură electric conectat la unitatea de control

6 - 6 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 3: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Studiul tehnic

Instalaţia pentru răcirea laptelui cu freon (11)2150193

Rezumat

Inventia este destinata utilizării icircn agricultură in industria produselor lactate şi cea alimentară-

pentru racirea laptelui Utilajul freon-refrigerare pentru racirea laptelui conţine un recipient vid

pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn

ultimul set este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat Există o

linie cu o supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului Acesta este setat pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului este conectata la sursa

de filtrare a apei de purificare a apei şi dozatoare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de

vid pentru lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control

cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte este instalat senzor de temperatură electric

conectat la unitatea de control Inventia prevede o reducere a capitalului şi a costurilor de operare

pentru echipamentele de răcire a laptelui creşte eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a

laptelui şi extinde domeniului de aplicare a dispozitivelor

Inventia se refera la domeniul agriculturii industriei alimentare şi a produselor lactate şi poate fi

folosita pentru răcirea laptelui apei şi alte produse alimentare lichide icircn rezervoare şi containere de

orice tip fără a se utiliza compresori de refigerare

Instalaţia de răcire a laptelui conţine o baie deschisa sau sigilata de lapte instalatie de racire cu

freon efectuarea răcirii laptelui prin intermediul lichidului de răcire intermediara - apă ingheţată

Dezavantajul acestei instalaţii precum şi a altor unităţi de refrigerare cu freon sunt cantităţile mari

de energie pentru racirea laptelui deoarece disiparea caldurii din lapte trece prin doi pereţi de metal

icircntr-o baie de lapte intr-un evaporator cu freon Icircn plus freon incalca echilibrul ecologic in natura

distruge ozonul atmosferic şi este interzis prin acorduri internaţionale

Cunoscutul sistemul- freon de refrigerare pentru lapte conţine un rezervor pentru lapte rezervor de

vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare pompă de vid pompe de vid scăzut

condensator supapă elektrovacuummetru (RU 2108711 C1 A 01 J 9 04 200498 ) Camera de

vid icircn acesta instalare este izolata şi conectata la linia condensatorul de condens-returnare

Dezavantajul acestei configuratii este incapacitatea de a fi folosite pentru fermele de lapte şi produse

lactate cu volume mari de lapte procesat precum şi crearea unor containere cu vid izolat-sigilate de

3 - 3 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

mare capacitate este o problemă tehnica complexa ele fiind foarte scumpe pentru fabricare şi pentru

acest motiv la ferme fabrici de produse lactate pentru răcirea laptelui acestea sunt greu de utilizat

Icircn plus exploatarea acestor nave sub vid este periculos din punct de vedere al siguranţei Acest lucru

este valabil icircn special pentru recipiente de capacitate mare Capacitatea tancurilor la astfel de

instalaţii utilizate in agricultura şi industria alimentara varieaza de la 25 - 6 м3

Prezenţa in protip a unei linii speciale de returnare a condensatului nu garantează nivelul cerut de

calitate a laptelui şi face racitorul mai scump Deficienţele raportate fac imposibilă pentru a asigura

introducerea pe scară largă a racitorului la fermele şi la uzinele de lapte

Aceasta inventie are ca scop rezolvarea problemei tehnice si anume de a reduce costurile de capital

şi de funcţionare pentru echipamente de răcire a laptelui creşterea eficienţei şi intensitatii procesului

de răcire a laptelui şi de a extinde utilizarea dispozitivului

Pentru a atinge acest rezultat tehnic a sistemului- freon de refrigerare pentru lapte care conţine un

rezervor pentru lapte rezervor de vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare

pompă de vid pompe de vid scăzut condensator valve electrovacummetru se va diferentia icircn ceea

ca rezervorul de vid pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru

conducta de lapte unde sunt montate pompa universala de lapte supapa de retinere si supapa de

dozat Supapa de inchidere a liniei de supraicircncărcare poate fi montata pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului poate fi conectata la

sursa de filtrare a apei de purificare a apei şi de dozare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera

de vid pentru lapte pot fi instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de

control cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte poate fi instalat senzor de temperatură

electric conectat la unitatea de control Aceste caracteristici de design oferă următoarele beneficii

- Posibilitatea de racire de lapte icircn rezervoare fara vacuum de orice tip şi dimensiune care reduce

dramatic costul şi costul de racire de lapte inclusiv de capital şi a costurilor de operare şi creşte

semnificativ siguranţa icircn exploatare a acestora

- Capacitatea de răcire icircn mod eficient a laptelui icircn rezervoare atunci cacircnd se schimbă nivelul de

lapte din ele dupa modul deplasarii lui de exemplu de la masinile de muls Acest lucru face posibil

pentru a icircncepe procesul de răcire lapte aproape simultan cu icircnceputul mulsului si foarte important

permite timp pentru muls pentru răcirea laptelui fără a aştepta finalizarea acestuia Acest lucru face

posibilă pentru a fi menţinuta calitatea laptelui

- Practic permit de a elimina pierderea de lapte atunci cacircnd este răcit fără a compromite calitatea

laptelui şi fără a creşte costul tancurilor şi costurile de exploatare

Esenta inventiei se explică prin desene care arată schematic forma generală a instalaţieiInstalatia

4 - 4 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pentru refrigerare cu freon a laptelui conţine o cameră de vid 1 pentru lapte icircn partea de jos este

conectata partea de jos a rezervorului 2 pentru conducta de lapte 3 unde este stabilita o pompă

universal a laptelui 4 o supapă de verificare 5 şi ventil 6 şi valva 7 linia 8 supraicircncărcarea supapei de

montat la un dispozitiv de flotor 9 icircn partea superioară a rezervorului 2 pentru lapte partea

superioară in care comunică cu sursa de apă printr-un filtru 10 pentru purificarea apei şi dozarea

dispozitivului 11 Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici a camerei de vid 1 pentru lapte sunt setati

senzori in 12 nivele sunt conectate electric prin blocul 13 conduse cu o pompă de lapte universala

4 iar in rezervorul de lapte 2 este stabilit senzorul de temperatură 14 electric conectat la unitatea de

control 13 La sirmele cu vacuum sunt instalate pompele 15 16 de icircnaltă şi joasă vid ecartamentul

electrice de vid 17 condensator 18 şi supapă 19 şi pe linia 8 este instalat robinet termostatic 20

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui lucreaza in felul urmator

Se execută sistem de vid cu un condensator 18 Acesta a inclus pompa 16 cu vid scăzut La un

semnal electric-ecartament de vid 17 s-a inclus pompa 15 de mare de vid

Icircn camera de vid pentru lapte se creează un vid de lucru Laptele in linia 8 prin supapa de

supraicircncărcare 7 şi robinetul termostatic 20 este alimentat la răcire icircn camera de vid 1 pentru lapte

Acest lucru are loc sub influenţa diferenţei de presiune icircn camera de vid 1 pentru lapte şi presiunea

atmosferică icircn rezervorul 2 pentru lapte Valva 7 este instalata pe un dispozitiv de flotor 9 se mută

icircmpreună cu nivelul de lapte icircn rezervor 2 Aceasta oferă aspiraţia straturilor superioare de lapte cald

la orice nivel de lapte icircn rezervor 2 Apărută icircn procesul de supraicircncărcare prin robinetul termostatic

20 este reglementată astfel icircncacirct la nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

şi alimentat la condensatorul 18 Aici laptele este răcit rapid Robinet termostatic 20 este

reglementat astfel icircncacirct sa fie reglat nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

de vid icircnalt Presiunea aerului icircn condensatorul 18 condensează vapori de apă rece pe suprafeţe şi se

acumulează icircn partea inferioară

Pompa de vid 16 devine icircn acest caz funcţia auxiliara pentru icircndepărtarea din condensator de gaze

condensabile şi aer

Acest lucru are loc după cum urmează

Aerul icircn cantităţi mici dizolvat icircn lapte se poate acumula de asemenea prin intermediul unor

scurgeri icircn sistemul de vid Odată cu acumularea aerului presiunea icircn condensatorul 18 creste şi

dupa semnalul elektrovacumetru 17 opereaza solenoidul supapei 19 şi se porneste pompa 16 cu un

vid scăzut Aerul este pompat de la pompa de vid şi volumul redus de vid este oprit Icircn cazul icircn care

nivelul este răcit icircntr-un vas de vid 1 laptele care vine prin supraicircncărcarea 8 ajunge la senzorul de

nivel superior 12 include o pompa de lapte universala 4 şi este dezvoltat sub presiunea de lapte

refrigerat printr-o supapă de verificare 5 şi ventilul 6 este pompat icircn partea de jos a rezervorului 2

unde este concentrat lapte rece

Universala pompa de lapte 4 este oprita cu privire la reducerea nivelului de lapte icircn camera de vid 1

5 - 5 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

(icircn procesul de pompare a laptelui) pina la senzorul de nivel inferior 12 (pentru semnalul lui)

Semnalul de deconectare poate fi de asemenea făcut pe un program temporar cu o unitate de

control 13 Nivelul de lapte incepe sa creasca Repetarea cicluri de pompare şi de răcire are loc pacircnă

icircn momentul icircn care temperatura de lapte din rezervorul de 2 nu se icircncadrează la o valoare

specificată Icircn acest caz dupa semnalul de senzori de temperatură 14 aparatul este oprit

Icircn procesul de răcire dupa aceasta tehnologie se petrece amestecul de lapte din rezervor 2 Pentru a

evita pierderea de lapte prin evaporare sub influenţa vidului valoarea estimată de apă (aproximativ

4) este alimentata icircn rezervorul 2 Aceasta apă icircn procesul de răcire va acţiona ca un agent

frigorific

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui in tancurile de răcire asigura reducerea nivelul de

capital şi a costurilor de operare si pot fi folosite icircn mod eficient icircn aproape toate fermele de lapte

uzine de lapte şi ofera facilităţi pentru răcirea laptelui apei sau orice lichide

Instalarea nu are nevoie unităţi costisitoare de compresie şi unităţi de condensare rare costisitoare şi

dăunătoare mediului S-a folosit un agent refrigerent ieftin - apa care nu necesită ca fluxul

costisitor evaporatoare şi tancuri speciale

Utilizarea invenţiei prin folosirea containere de vid-sigilate icircn combinaţie cu o pompa de lapte

universala şi supapa de verificare extinde sfera de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului

şi a costurilor de exploatare creşte eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Cererea pentru inventie

1 Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui care conţine conţine un recipient vid pentru lapte

icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn ultimul set

este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat o linie cu o

supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului rezervor de vid pompe de vid scăzut condensator valve

electrovacummetru

2 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde supapa liniei de supraicircncărcare este montata pe un

dispozitiv de plutire icircn partea superioară a rezervorului pentru lapte

3 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 icircn care partea superioară a rezervorului este conectat la sursa de

filtrare a apei de purificare a apei şi dozare a ei

4 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de vid pentru

lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control cu pompa

de lapte universala

5 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in rezervorul pentru lapte este instalat senzor de

temperatură electric conectat la unitatea de control

6 - 6 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 4: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

mare capacitate este o problemă tehnica complexa ele fiind foarte scumpe pentru fabricare şi pentru

acest motiv la ferme fabrici de produse lactate pentru răcirea laptelui acestea sunt greu de utilizat

Icircn plus exploatarea acestor nave sub vid este periculos din punct de vedere al siguranţei Acest lucru

este valabil icircn special pentru recipiente de capacitate mare Capacitatea tancurilor la astfel de

instalaţii utilizate in agricultura şi industria alimentara varieaza de la 25 - 6 м3

Prezenţa in protip a unei linii speciale de returnare a condensatului nu garantează nivelul cerut de

calitate a laptelui şi face racitorul mai scump Deficienţele raportate fac imposibilă pentru a asigura

introducerea pe scară largă a racitorului la fermele şi la uzinele de lapte

Aceasta inventie are ca scop rezolvarea problemei tehnice si anume de a reduce costurile de capital

şi de funcţionare pentru echipamente de răcire a laptelui creşterea eficienţei şi intensitatii procesului

de răcire a laptelui şi de a extinde utilizarea dispozitivului

Pentru a atinge acest rezultat tehnic a sistemului- freon de refrigerare pentru lapte care conţine un

rezervor pentru lapte rezervor de vid o linie de supraicircncărcare o supapă de termoreglare mare

pompă de vid pompe de vid scăzut condensator valve electrovacummetru se va diferentia icircn ceea

ca rezervorul de vid pentru lapte icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru

conducta de lapte unde sunt montate pompa universala de lapte supapa de retinere si supapa de

dozat Supapa de inchidere a liniei de supraicircncărcare poate fi montata pe un dispozitiv de plutire icircn

partea superioară a rezervorului pentru lapte Partea superioară a rezervorului poate fi conectata la

sursa de filtrare a apei de purificare a apei şi de dozare Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici din camera

de vid pentru lapte pot fi instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de

control cu pompa de lapte universala Icircn rezervor pentru lapte poate fi instalat senzor de temperatură

electric conectat la unitatea de control Aceste caracteristici de design oferă următoarele beneficii

- Posibilitatea de racire de lapte icircn rezervoare fara vacuum de orice tip şi dimensiune care reduce

dramatic costul şi costul de racire de lapte inclusiv de capital şi a costurilor de operare şi creşte

semnificativ siguranţa icircn exploatare a acestora

- Capacitatea de răcire icircn mod eficient a laptelui icircn rezervoare atunci cacircnd se schimbă nivelul de

lapte din ele dupa modul deplasarii lui de exemplu de la masinile de muls Acest lucru face posibil

pentru a icircncepe procesul de răcire lapte aproape simultan cu icircnceputul mulsului si foarte important

permite timp pentru muls pentru răcirea laptelui fără a aştepta finalizarea acestuia Acest lucru face

posibilă pentru a fi menţinuta calitatea laptelui

- Practic permit de a elimina pierderea de lapte atunci cacircnd este răcit fără a compromite calitatea

laptelui şi fără a creşte costul tancurilor şi costurile de exploatare

Esenta inventiei se explică prin desene care arată schematic forma generală a instalaţieiInstalatia

4 - 4 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pentru refrigerare cu freon a laptelui conţine o cameră de vid 1 pentru lapte icircn partea de jos este

conectata partea de jos a rezervorului 2 pentru conducta de lapte 3 unde este stabilita o pompă

universal a laptelui 4 o supapă de verificare 5 şi ventil 6 şi valva 7 linia 8 supraicircncărcarea supapei de

montat la un dispozitiv de flotor 9 icircn partea superioară a rezervorului 2 pentru lapte partea

superioară in care comunică cu sursa de apă printr-un filtru 10 pentru purificarea apei şi dozarea

dispozitivului 11 Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici a camerei de vid 1 pentru lapte sunt setati

senzori in 12 nivele sunt conectate electric prin blocul 13 conduse cu o pompă de lapte universala

4 iar in rezervorul de lapte 2 este stabilit senzorul de temperatură 14 electric conectat la unitatea de

control 13 La sirmele cu vacuum sunt instalate pompele 15 16 de icircnaltă şi joasă vid ecartamentul

electrice de vid 17 condensator 18 şi supapă 19 şi pe linia 8 este instalat robinet termostatic 20

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui lucreaza in felul urmator

Se execută sistem de vid cu un condensator 18 Acesta a inclus pompa 16 cu vid scăzut La un

semnal electric-ecartament de vid 17 s-a inclus pompa 15 de mare de vid

Icircn camera de vid pentru lapte se creează un vid de lucru Laptele in linia 8 prin supapa de

supraicircncărcare 7 şi robinetul termostatic 20 este alimentat la răcire icircn camera de vid 1 pentru lapte

Acest lucru are loc sub influenţa diferenţei de presiune icircn camera de vid 1 pentru lapte şi presiunea

atmosferică icircn rezervorul 2 pentru lapte Valva 7 este instalata pe un dispozitiv de flotor 9 se mută

icircmpreună cu nivelul de lapte icircn rezervor 2 Aceasta oferă aspiraţia straturilor superioare de lapte cald

la orice nivel de lapte icircn rezervor 2 Apărută icircn procesul de supraicircncărcare prin robinetul termostatic

20 este reglementată astfel icircncacirct la nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

şi alimentat la condensatorul 18 Aici laptele este răcit rapid Robinet termostatic 20 este

reglementat astfel icircncacirct sa fie reglat nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

de vid icircnalt Presiunea aerului icircn condensatorul 18 condensează vapori de apă rece pe suprafeţe şi se

acumulează icircn partea inferioară

Pompa de vid 16 devine icircn acest caz funcţia auxiliara pentru icircndepărtarea din condensator de gaze

condensabile şi aer

Acest lucru are loc după cum urmează

Aerul icircn cantităţi mici dizolvat icircn lapte se poate acumula de asemenea prin intermediul unor

scurgeri icircn sistemul de vid Odată cu acumularea aerului presiunea icircn condensatorul 18 creste şi

dupa semnalul elektrovacumetru 17 opereaza solenoidul supapei 19 şi se porneste pompa 16 cu un

vid scăzut Aerul este pompat de la pompa de vid şi volumul redus de vid este oprit Icircn cazul icircn care

nivelul este răcit icircntr-un vas de vid 1 laptele care vine prin supraicircncărcarea 8 ajunge la senzorul de

nivel superior 12 include o pompa de lapte universala 4 şi este dezvoltat sub presiunea de lapte

refrigerat printr-o supapă de verificare 5 şi ventilul 6 este pompat icircn partea de jos a rezervorului 2

unde este concentrat lapte rece

Universala pompa de lapte 4 este oprita cu privire la reducerea nivelului de lapte icircn camera de vid 1

5 - 5 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

(icircn procesul de pompare a laptelui) pina la senzorul de nivel inferior 12 (pentru semnalul lui)

Semnalul de deconectare poate fi de asemenea făcut pe un program temporar cu o unitate de

control 13 Nivelul de lapte incepe sa creasca Repetarea cicluri de pompare şi de răcire are loc pacircnă

icircn momentul icircn care temperatura de lapte din rezervorul de 2 nu se icircncadrează la o valoare

specificată Icircn acest caz dupa semnalul de senzori de temperatură 14 aparatul este oprit

Icircn procesul de răcire dupa aceasta tehnologie se petrece amestecul de lapte din rezervor 2 Pentru a

evita pierderea de lapte prin evaporare sub influenţa vidului valoarea estimată de apă (aproximativ

4) este alimentata icircn rezervorul 2 Aceasta apă icircn procesul de răcire va acţiona ca un agent

frigorific

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui in tancurile de răcire asigura reducerea nivelul de

capital şi a costurilor de operare si pot fi folosite icircn mod eficient icircn aproape toate fermele de lapte

uzine de lapte şi ofera facilităţi pentru răcirea laptelui apei sau orice lichide

Instalarea nu are nevoie unităţi costisitoare de compresie şi unităţi de condensare rare costisitoare şi

dăunătoare mediului S-a folosit un agent refrigerent ieftin - apa care nu necesită ca fluxul

costisitor evaporatoare şi tancuri speciale

Utilizarea invenţiei prin folosirea containere de vid-sigilate icircn combinaţie cu o pompa de lapte

universala şi supapa de verificare extinde sfera de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului

şi a costurilor de exploatare creşte eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Cererea pentru inventie

1 Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui care conţine conţine un recipient vid pentru lapte

icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn ultimul set

este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat o linie cu o

supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului rezervor de vid pompe de vid scăzut condensator valve

electrovacummetru

2 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde supapa liniei de supraicircncărcare este montata pe un

dispozitiv de plutire icircn partea superioară a rezervorului pentru lapte

3 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 icircn care partea superioară a rezervorului este conectat la sursa de

filtrare a apei de purificare a apei şi dozare a ei

4 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de vid pentru

lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control cu pompa

de lapte universala

5 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in rezervorul pentru lapte este instalat senzor de

temperatură electric conectat la unitatea de control

6 - 6 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 5: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pentru refrigerare cu freon a laptelui conţine o cameră de vid 1 pentru lapte icircn partea de jos este

conectata partea de jos a rezervorului 2 pentru conducta de lapte 3 unde este stabilita o pompă

universal a laptelui 4 o supapă de verificare 5 şi ventil 6 şi valva 7 linia 8 supraicircncărcarea supapei de

montat la un dispozitiv de flotor 9 icircn partea superioară a rezervorului 2 pentru lapte partea

superioară in care comunică cu sursa de apă printr-un filtru 10 pentru purificarea apei şi dozarea

dispozitivului 11 Icircn mijlocul şi-n părţile mai mici a camerei de vid 1 pentru lapte sunt setati

senzori in 12 nivele sunt conectate electric prin blocul 13 conduse cu o pompă de lapte universala

4 iar in rezervorul de lapte 2 este stabilit senzorul de temperatură 14 electric conectat la unitatea de

control 13 La sirmele cu vacuum sunt instalate pompele 15 16 de icircnaltă şi joasă vid ecartamentul

electrice de vid 17 condensator 18 şi supapă 19 şi pe linia 8 este instalat robinet termostatic 20

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui lucreaza in felul urmator

Se execută sistem de vid cu un condensator 18 Acesta a inclus pompa 16 cu vid scăzut La un

semnal electric-ecartament de vid 17 s-a inclus pompa 15 de mare de vid

Icircn camera de vid pentru lapte se creează un vid de lucru Laptele in linia 8 prin supapa de

supraicircncărcare 7 şi robinetul termostatic 20 este alimentat la răcire icircn camera de vid 1 pentru lapte

Acest lucru are loc sub influenţa diferenţei de presiune icircn camera de vid 1 pentru lapte şi presiunea

atmosferică icircn rezervorul 2 pentru lapte Valva 7 este instalata pe un dispozitiv de flotor 9 se mută

icircmpreună cu nivelul de lapte icircn rezervor 2 Aceasta oferă aspiraţia straturilor superioare de lapte cald

la orice nivel de lapte icircn rezervor 2 Apărută icircn procesul de supraicircncărcare prin robinetul termostatic

20 este reglementată astfel icircncacirct la nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

şi alimentat la condensatorul 18 Aici laptele este răcit rapid Robinet termostatic 20 este

reglementat astfel icircncacirct sa fie reglat nivelul intensităţii de formare a vaporilor de la pompa de vid 15

de vid icircnalt Presiunea aerului icircn condensatorul 18 condensează vapori de apă rece pe suprafeţe şi se

acumulează icircn partea inferioară

Pompa de vid 16 devine icircn acest caz funcţia auxiliara pentru icircndepărtarea din condensator de gaze

condensabile şi aer

Acest lucru are loc după cum urmează

Aerul icircn cantităţi mici dizolvat icircn lapte se poate acumula de asemenea prin intermediul unor

scurgeri icircn sistemul de vid Odată cu acumularea aerului presiunea icircn condensatorul 18 creste şi

dupa semnalul elektrovacumetru 17 opereaza solenoidul supapei 19 şi se porneste pompa 16 cu un

vid scăzut Aerul este pompat de la pompa de vid şi volumul redus de vid este oprit Icircn cazul icircn care

nivelul este răcit icircntr-un vas de vid 1 laptele care vine prin supraicircncărcarea 8 ajunge la senzorul de

nivel superior 12 include o pompa de lapte universala 4 şi este dezvoltat sub presiunea de lapte

refrigerat printr-o supapă de verificare 5 şi ventilul 6 este pompat icircn partea de jos a rezervorului 2

unde este concentrat lapte rece

Universala pompa de lapte 4 este oprita cu privire la reducerea nivelului de lapte icircn camera de vid 1

5 - 5 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

(icircn procesul de pompare a laptelui) pina la senzorul de nivel inferior 12 (pentru semnalul lui)

Semnalul de deconectare poate fi de asemenea făcut pe un program temporar cu o unitate de

control 13 Nivelul de lapte incepe sa creasca Repetarea cicluri de pompare şi de răcire are loc pacircnă

icircn momentul icircn care temperatura de lapte din rezervorul de 2 nu se icircncadrează la o valoare

specificată Icircn acest caz dupa semnalul de senzori de temperatură 14 aparatul este oprit

Icircn procesul de răcire dupa aceasta tehnologie se petrece amestecul de lapte din rezervor 2 Pentru a

evita pierderea de lapte prin evaporare sub influenţa vidului valoarea estimată de apă (aproximativ

4) este alimentata icircn rezervorul 2 Aceasta apă icircn procesul de răcire va acţiona ca un agent

frigorific

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui in tancurile de răcire asigura reducerea nivelul de

capital şi a costurilor de operare si pot fi folosite icircn mod eficient icircn aproape toate fermele de lapte

uzine de lapte şi ofera facilităţi pentru răcirea laptelui apei sau orice lichide

Instalarea nu are nevoie unităţi costisitoare de compresie şi unităţi de condensare rare costisitoare şi

dăunătoare mediului S-a folosit un agent refrigerent ieftin - apa care nu necesită ca fluxul

costisitor evaporatoare şi tancuri speciale

Utilizarea invenţiei prin folosirea containere de vid-sigilate icircn combinaţie cu o pompa de lapte

universala şi supapa de verificare extinde sfera de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului

şi a costurilor de exploatare creşte eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Cererea pentru inventie

1 Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui care conţine conţine un recipient vid pentru lapte

icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn ultimul set

este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat o linie cu o

supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului rezervor de vid pompe de vid scăzut condensator valve

electrovacummetru

2 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde supapa liniei de supraicircncărcare este montata pe un

dispozitiv de plutire icircn partea superioară a rezervorului pentru lapte

3 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 icircn care partea superioară a rezervorului este conectat la sursa de

filtrare a apei de purificare a apei şi dozare a ei

4 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de vid pentru

lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control cu pompa

de lapte universala

5 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in rezervorul pentru lapte este instalat senzor de

temperatură electric conectat la unitatea de control

6 - 6 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 6: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

(icircn procesul de pompare a laptelui) pina la senzorul de nivel inferior 12 (pentru semnalul lui)

Semnalul de deconectare poate fi de asemenea făcut pe un program temporar cu o unitate de

control 13 Nivelul de lapte incepe sa creasca Repetarea cicluri de pompare şi de răcire are loc pacircnă

icircn momentul icircn care temperatura de lapte din rezervorul de 2 nu se icircncadrează la o valoare

specificată Icircn acest caz dupa semnalul de senzori de temperatură 14 aparatul este oprit

Icircn procesul de răcire dupa aceasta tehnologie se petrece amestecul de lapte din rezervor 2 Pentru a

evita pierderea de lapte prin evaporare sub influenţa vidului valoarea estimată de apă (aproximativ

4) este alimentata icircn rezervorul 2 Aceasta apă icircn procesul de răcire va acţiona ca un agent

frigorific

Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui in tancurile de răcire asigura reducerea nivelul de

capital şi a costurilor de operare si pot fi folosite icircn mod eficient icircn aproape toate fermele de lapte

uzine de lapte şi ofera facilităţi pentru răcirea laptelui apei sau orice lichide

Instalarea nu are nevoie unităţi costisitoare de compresie şi unităţi de condensare rare costisitoare şi

dăunătoare mediului S-a folosit un agent refrigerent ieftin - apa care nu necesită ca fluxul

costisitor evaporatoare şi tancuri speciale

Utilizarea invenţiei prin folosirea containere de vid-sigilate icircn combinaţie cu o pompa de lapte

universala şi supapa de verificare extinde sfera de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului

şi a costurilor de exploatare creşte eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Cererea pentru inventie

1 Instalatia pentru refrigerare cu freon a laptelui care conţine conţine un recipient vid pentru lapte

icircn partea inferioară conectat la partea de jos a rezervorului pentru conducta de lapte Icircn ultimul set

este instalata pompa universala de lapteo supapa de retinere şi supape de dozat o linie cu o

supraicircncărcare de icircnchiderea robinetului rezervor de vid pompe de vid scăzut condensator valve

electrovacummetru

2 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde supapa liniei de supraicircncărcare este montata pe un

dispozitiv de plutire icircn partea superioară a rezervorului pentru lapte

3 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 icircn care partea superioară a rezervorului este conectat la sursa de

filtrare a apei de purificare a apei şi dozare a ei

4 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in mijlocul şi-n părţile mai mici din camera de vid pentru

lapte sunt instalate senzori de nivel electric care sunt conectate printr-o unitate de control cu pompa

de lapte universala

5 Instalarea icircn funcţie de punctul 1 unde in rezervorul pentru lapte este instalat senzor de

temperatură electric conectat la unitatea de control

6 - 6 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 7: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Tank pentru transportarea şi pentru răcirea laptelui cu ajutorul răcirii

naturale pentru fermă (11) 2154375

Inventia se referă la dispozitivele de racire a laptelui şi alte produse lichide şi poate fi utilizata icircn

producţia agricolă icircn agricultura ferme precum şi icircn alte industrii Dintre dispozitivele cunoscute

cel mai apropiat ca esenţă tehnic este tancul de lapte DB- 06000 cu vid Acest rezervor de lapte

poate efectua transportul de lapte şi de a lucra cu conducte de lapte sub vid

Dezavantajul acestui dispozitiv consta in incapacitatea sa de a răci laptele direct icircn rezervor şi in

necesitatea de a avea icircn acest scop o unitate de refrigerare şi schimbător de căldură

Obiectivul invenţiei este de a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura universalitate

acestora reducerea consumului de energie de capital şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Rezultatul tehnic de mai sus este realizat astfel icircncacirct un rezervor cilindric cu gura de scurgere de

turnare de lapte este stabilit icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil cu trapele de deschidere icircn

partea superioară cu un icircnveliş flexibil umplut cu particule de sol de material impermeabil cum ar fi

de polietilenă sau poliuretan precum şi un tub de vid acoperi prin supapa este conectat la o pompa

de vid şi condensator şi prin supapa cu o pompă de vid muls de sistem şi tub de lapte printr-o

supapă de vacuum conectat la un sistem de fermă de lapte muls prin conducta de lapte cu legături la

peretele lateral al supapei elastice prin carcasa conectată la o sursă de expunere naturale sau sistem

de apă icircn fermă

Esenta inventiei se explică prin desen ceea ce arată o vedere generală a aparatului

Tankul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de fermă include un

recipient cilindric 1 cu o macara pus pe ea 2 pentru descărcarea si gestionare de lapte care sunt

instalate icircn aer liber şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil 3 cu deschiderea trapelor 4 icircn partea superioară

care este umplut cu particule de sol Toată construcţia este montata pe rama 5 şi 6 roţi un tub de vid

7 de pe coperta 8 prin poarta 9 este conectat la pompa de vid principală 10 pompa auxiliara 11 şi

condensator 12 şi prin supapa 13 pompe de vid pentru sistem de muls şi tub de lapte 14 supapa de

vid 15 este conectata la sistemul de muls al fermei şi carcasa elastica de la supapa 3 la 16 este

conectata la o sursă de sistem de apa naturala sau rece in ferma

Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui folosind lapte rece natural de la fermă funcţionează

după cum urmează

7 - 7 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 8: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Rezervorul 1 este direct icircmpotriva peretelui de spaţii al efectivelor de animale icircn aer liber şi este

conectat printr-un tub de vid 7 respectiv cu pompa de vid al sistemului de muls respectiv pompa de

vid principala 10 şi auxiliara 11 şi cu condensatorul 12 iar tubul de lapte 14 prin supapa de vid 15 şi

supapa de muls lapte 13 Valva 9 este icircnchisa La icircnceputul mulsului supapa de vid 15 şi supapa de

13 se deschid rezervorul 1 evacueaza laptele care icircncepe sa decurga din sistemul de muls al

rezervorului 1

Icircn sezonul rece trapele 4 a icircmpachetarii elastice 3 sunt deschise iar carcasa elastica 3 este umplută

cu apă sau cu o soluţie apoasă cu un punct de icircngheţ scăzută (de exemplu soluţia este NaCl) Icircn

acest caz conductivitatea termică a volumul intern a carcasei elastice 3 scade brusc iar laptele se

răceste cu aer rece din exterior Icircn cazul receptoarelor sau bateriilor cu racire naturala de la fermă

refrigerate cu lichid de răcire prin cele 16 supape pot fi depuse direct la carcasa elastica 3 pentru

racirea laptelui pe tot parcursul anului Amestecarea laptelui poate fi efectuată cu rezervorul sub vid

1 din cauza frigului a fierberii laptelui sau controlate de un aport limitat de aer icircn rezervorul 1 prin

supapa pentru curgerea laptelui 2

Icircn sezonul cald apa sau soluţia apoasă din carcasa elastică 3 se prelinge prin supapa mai mica 16

spaţiul său interior se usca după care trapele 4 sunt icircnchise Conductivitatea termică din volumul

intern al carcasei 3 creşte brusc Răcirea se efectuează la prin vacuumul 1 rezervorul auxiliar 11

prin pompa de vid 10 şi condensatorul 12 Icircn acelaşi timp după muls supapă de vid 15supapă 13 se

icircnchide iar supapă 9 se deschide

In lipsa frigului natural icircn orice moment al anului poate fi inclusa pompele de vid un auxiliar

11 principal 10 şi condensatorul 12 este alimentat cu apă rece dintr-o sursă naturală sau a sistemelor

de apa rece in ferma Volumul rezervor 1 pe suprafaţa de lapte este evacuat prin supapa 9 şi la o

priză de aer 7 Răcirea laptelui se petrece din cauza evaporării parţială a apei din lapte cu ajutorul

rezervoruluide vid 1

Hit-l condensează vaporii de apă de pe suprafaţa rece al condensatorului Pompa auxiliara de vid 11

pompeaza din condensatorului 12 gazele necondensate (aer)

Astfel volumul intern al carcasei elastice 3 serveşte ca o conductibilitate termică variabilă icircn sezonul

cald si rece care permite de a minimiza pierderile de caldura

Utilizarea răcirii de vid după cum s-a menţionat mai sus este realizată numai icircn cazul icircn care este

insuficientă capacitatea de răcire din surse naturale de frig In rezervoare poate fi răcit orice lichid pe

parcursul icircntregului an cu utilizarea minima de energie electrică Cacircnd se utilizează rezervorul

pentru transportarea şi răcirea laptelui natural rece la ferma el poate sa amestece şi sa icircndeplineasca

funcţiile rezervoarelor de stocare pentru lapte a instalaţiilor frigorifice schimbătorelor de căldură

camionelor de lapte care preved o reducere substanţială a capitalului costurile de exploatare şi zonei

de producţieAcesta face ca sa nu fie nevoie de a crea o unitate de lactate din rezervoare de stocare

8 - 8 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 9: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

suplimentar pentru lapte reduce procesul lanţului de echipamente care promoveaza grăsime şi

calitatea laptelui simplifica echipamentele de spalare

Acest rezervorul ar putea exercita o răcire directă a laptelui icircn timpul transportarii lui

Rezervor propus este foarte convenabil pentru serviciul de cacircmp la fermele de animale pentru

transportul de lapte icircn vacircnzare către consumatori icircn condiţiile de piaţă icircn circulaţii comerciale

Prezenţa de carcasei elastice 3 face ca rezervorul propus sa fie practic insensibil la orice El rămacircne

operaţional chiar şi icircn icircngheţarea completă a apei icircn cele 3 de icircmpachetari astfel cum gheaţă

protejează lapte de congelare

Răcirea laptelui de la receptor sau un acumulator rece naturale (icircn cazul icircn care are o capacitate

suficientă) sau de la sistemul de apă poate fi efectuată de fermă icircn timpul mulsului pe tot parcursul

anului

Cererea pentru inventie

1Rezervorul pentru transportul şi răcirea laptelui cu utilizarea laptelui rece naturale la ferme

inclusiv cu icircnchiderea ermetica a rezervorului cilindriccu cadru roti macara pentru descărcare

laptelui trapa vid şi tuburi de lapte caracterizat prin faptul că rezervorul cilindric cu o gura de

scurgere de turnare a laptelui este setat pentru deschiderea aerului şi plasat icircntr-un icircnveliş flexibil

cu deschiderea trapelor icircn partea superioară

2 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la o pompă de vid şi condensator

3 Dispozitivul in functie de punctul 1 caracterizat prin faptul că tubul de vid printr-o supapă este

conectat la un sistem de pompe muls sub vid şi tub de lapte printr-o supapă de vacuum conectat la

fermă la un sistem muls lapte

4 Dispozitivul in functie de punctul 1 este invelit intr-un icircnveliş flexibil şi condensatorul prin

robinete este conectat la o sursă de apa naturala sau rece in ferma

9 - 9 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 10: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui utilizind răcirea naturală

(11)2340169

Rezumat

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole Unitatea de racire pentru racirea

laptelui cu ajutorul racirii naturale conţine o maşină de refrigerare rezervor de acumulare in partea

de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai mic unde se acumulează unitatea de

evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un agitator şi de răcire conectat la

partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a rezervorului unitate de control electrica

conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor de temperatură exterioară a aerului

laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare care se umple cu fără riscuri pentru

mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se umple sub formă de capacitate

cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului este instalat ventilator dar in

interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu supape de reglare cu pompa de

răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de stocare Partea inferioară a

capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a rezervorului inferioar de

stocare Invenţia icircmbunătăţeşte capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Inventia se refera la domeniul de răcire a produselor agricole inclusiv laptelui şi poate fi utilizată icircn

producţia agricolă industria alimentară precum şi prelucrarea produselor de stocare

Cunoscut pentru dispozitiv de răcire a produselor agricole icircn special pentru lapte folosirea răcirii

naturale A se vedea de exemplu Dispozitivul pentru răcirea laptelui AS URSS numărul 1124167

numărul BI 42 din data de 151184 care conţine un schimbător de căldură receptorul rece o pompa

pentru a circula răcirea prin conducte

Dezavantajul acestor dispozitive este că au capacitatea mică de răcire precum şi de acumulare a

puterii şi fiabilitatea la temperaturi de aproape zero grade

Dintre dispozitivele cunoscute cel mai apropiat de natura tehnică a invenţiei propuse este

dispozitivul de răcire pentru exploataţiile agricole (RF brevet numărul 2081564 BI 17 1997)

Dispozitivul conţine o maşină de frigidere cu un condensator rezervor superior şi inferior cu

instalaţii de acumulare respectiv icircn aer liber şi icircn sala de producţie un schimbător de căldură

rotative cu duze de pulverizare şi plăci de aerodinamică unitate de control senzori de temperatură

10 - 10 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 11: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Obiectivul invenţiei este de a creşte capacitatea de stocare capacitatea de răcire şi fiabilitate icircn

condiţii adverse de temperatură Rezultatul tehnic menţionat se realizează prin acumularea faptului

că rezervorul de jos este umplut fără riscuri pentru mediu cu lichide netoxice cu punctul de congelare

scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) icircn el icircncăpicircnd rezervoare cu

navele subţire cu pereţi elastici făcuţi de exemplu din metal sau plastic umplut cu cu lichid icircngheţat

la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care se icircntăresc cu ficsatori şi sunt izolaţi sau conectaţi cu o

conductă icircntre ei şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a rezervorului de

stocare iar rezervorul de sus de acumulare se umple sub formă de capacitate cumulativă care este

icircntr-un vas gol cu distanţa dintre marginea ei de jos şi marginea de jos a capacităţii de acumulare iar

la partea de sus a rezervorului este instalat un ventilator dar in interior sunt instalate permanent

duze conectate prin conducta supapei de reglare cu pompa de răcire a lichidului şi partea

superioară a rezervorului de stocare de jos şi partea de jos a rezervor conectat prin conducte la partea

superioară a rezervorul de stocare inferioar cu o gaură icircntre marginea superioară a capacităţii de

acumulare şi suprafaţa laterală a vasului gol icircnchis

Esenta inventiei se explică prin desen care arată forma generală a unităţii de refrigerare pentru răcire

folosind lapte rece natural

Setul include masina de refrigerare 1 rezervorul de acumulare de sus 2 care figurează icircn aer liber

sub el icircn sala de producţie se acumulează un rezervor mai mic 3 cu un evaporator 4 a unităţii

refrigerare de 1 rezervor de stocare 5 cu un mixer 6 şi o cămaşicirc de răcire (secţiunea) 7 combinate cu

partea superioară şi porţiunile de jos a rezervorului de stocare 3 unitate de control 8 electric este

conectat la pompa de răcire 9 şi 10 a mixerului 6 cu senzori de temperatură a aerului 11 lapte 12

lichid de răcire13 cu rezervor mai mic de acumulare 3 care este umplut cu lichide netoxice cu un

punct de congelare scăzut (de exemplu o soluţie apoasă de clorură de calciu sau de sodiu) şi icircn ea

plasate 14 containere cu elastic subţire făcut de exemplu din metal sau plastic umplute cu lichid

icircngheţat la temperaturi scăzute (de exemplu apa) care contine fixatori 15 şi sunt izolate sau prin

conducte conectate icircntre ele şi cu găuri de scurgere şi umplere amplasate pe peretii de jos a

rezervorului de stocare 3 (nu apare) partea de jos a rezervorului este conectat la o cămaşă de răcire 7

a schimbătorului de căldură 5 pentru lapte icircn care la racircndul său este conectat la partea de sus

inferioară a rezervorului de stocare 3 şi rezervorul de sus de acumulare 2 se face cu o capacitate

acumulată 16 care se află icircntr-un rezervor gol 17 cu formarea distanţei dintre marginea ei de jos şi

marginea de jos a capacităţii de acumulare 16 cu partea de sus a rezervorului gol 17 este instalat

ventilatorul 18 dar in interior sunt permanent instalate sisteme de irigare cu duze de pulverizare 19

conectate prin conducte cu valva de expansiune 20 pompa a lichidului de răcire 10 şi partea

superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 icircn timp ce partea de jos a capacităţii acumulate 16

este conectat prin conducte la partea superioară a rezervorului inferioar de stocare 3 cu o gaură icircntre

11 - 11 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 12: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

marginea superioară a capacitaţii acumulative 16 şi suprafaţa laterală a rezervorului-gol 17 icircnchise

cu robinetul 21

Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul răcirii naturale funcţionează după cum urmează

Laptele provine de la animale icircn rezervorul schimbatorului de caldura 5 pentru lapte Icircn sezonul rece

caracterizat prin temperaturi negative a aerului icircnconjurător comanda de la unitatea de control 8

include un mod de acumulare a pompei de răcire a lichidui 10 şi ventilatorul 18 Echipa formată

pentru a integra semnale ale temperaturii aerului exterior senzor 11 şi de răcire 13 Condiţii posibile

de a pune icircn funcţiune pompa de răcire a lichidului 10 şi ventilatorul 18 sunt următoarele

temperatura aerului icircnconjurător este zero grade sau negativ precum şi a lichidului de răcire nu este

mai mică de 1degC Pompa cu lichidul de racire 10 livrează lichidul de răcire spre duzele cu aspersoare

19 situate icircntr-un rezervor gol 17 icircn care lichidul răcit este pulverizat Icircn rezervorul gol 17

ventilatorul 18 este alimentat cu aer rece cu temperaturi nu mai jos de yero grade Lichidul răcit

ajunge icircn partea de jos a capacităţii de acumulare 16 de top 2 şi rezervorul de stocare printr-un

gazoduct intră in rezervor mai mic de acumulare izolat 3 icircn cazul icircn care are loc acumularea de frig

La temperaturi negative de icircngheţare a lichidului răcit de intrare (de exemplu apa) situat in

rezervoarul 14 care icircn mod dramatic creşte capacitatea de acumulare a rezervorului de stocare mai

mic 3 Aerul rece care intră icircn rezervorul gol 17 după răcire direcţia de stropire a lichidului se

modifică şi merge icircn gaura dintre marginea superioară a capacităţii acumulative 16 şi suprafaţa

laterală a peretelui tubular 17 icircnchis cu robinetul 21

Procesul de răcire a laptelui efectuat icircn rezervorul schimbătorului de căldură 5 unitatea de control 8

cu senzorii de temperatură 12 include pompa de răcire a lichidului 9 Lichidul de răcire intră icircn

camaşa de răcire (pct) 7 a schimbătorului de căldură 5 Includerea mixerului 6 icircmpiedică congelarea

laptelui direct de la suprafaţa de răcire a schimbătorului de căldură pentru lapte 5 cu temperaturi

medii icircn volumul său Temperatura medie a laptelui se icircnregistreaza cu senzorii de temperatură 12

După atingerea temperaturii lichidului de răcire setul de pompe de răcire 9 la la comanda senzorului

de temperatură 12 este oprit

Icircn sezonul cald răcirea rezervorului lichidului de răcire 3 se face de la evaporatorul 4 a

masinei de refrigerare 1 se include cu unitatea de control 8 la ordinea senzorilor de temperatura a

aerului 11 şi de răcire 13 Acesta este răcit cu lichidul de răcire cu punctul de icircngheţ redus situată icircn

partea inferioară a rezervorului de acumulare 3 Racirea se face la temperaturi subzero Apărută icircn

cele 14 rezervoare gheaţa măreşte capacitatea de acumulare din partea de jos a rezervorului de

stocare 3

Capacitatea de răcire şi capacitatea de stocare a rezervorului de jos 3 cresc de-a lungul anului odata

12 - 12 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 13: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

cu aerul rece primit de la evaporatorul 4 a masinei de refrigerare 1 şi rezervorul de stocare 2

Separarea particulelor de lichid răcit situate icircn aerul răcit furnizate de ventilatorul 18 de la un

rezervor gol 17 are loc după cum urmează aerul răcit prin pulverizare trece prin partea dintre

marginea de jos a rezervorului gol 17 şi suprafaţa lichidului de răcire acumulata icircn partea de jos a

capacităţii acumulative 16 brusc icircşi schimbă direcţia care promovează separarea de particule de

lichid răcit şi previni scoaterea lor din rezervorul de stocare 2 Apoi aerul trece prin picuratorul 21

care icircn continuare separa particule rămase răcite Dupa dezactivarea pompa a lichidului de răcire 10

din rezervorul de stocare 2 fluxurile se acumulează in rezervorul inferior 3

Prezenţa rezervorului 14 umplut cu lichid de congelare (apa) care se depune icircn rezervorul de jos 3

reduce volumul necesar de lichid de răcire icircn circulaţie

Unitatea propusa de refrigerare cu folosirea laptelui rece natural a crescut capacitatea de stocare

capacitatea de răcire fiabilitate la temperatură joasă

Cererea pentru invenţie

1 Unitatea de racire pentru racirea laptelui cu ajutorul recelui natural care conţine o maşină de

refrigerare rezervor de acumulare in partea de sus situat sub unitatea de fabricare a rezervorului mai

mic unde se acumulează unitatea de evaporator de refrigerare rezervor-schimbător de căldură cu un

agitator şi de răcire conectat la partea superioară şi cu porţiunile mai mici de depozitare a

rezervorului unitate de control electrica conectata la o pompa de lichid de răcire agitator şi senzor

de temperatură exterioară a aerului laptelui lichidului de răcire Jos se află rezervorul de acumulare

care se umple cu fără riscuri pentru mediu cu un lichid netoxic Rezervorul de acumulare de sus se

umple sub formă de capacitate cumulativă care este icircntr-un vas gol Icircn partea de sus a rezervorului

este instalat ventilator dar in interior sunt instalate permanent duze conectate prin conducte cu

supape de reglare cu pompa de răcire cu lichid şi cu partea superioară a rezervorului inferior de

stocare Partea inferioară a capacităţii de acumulare a conductei este conectată la partea superioară a

rezervorului inferioar de stocare

2 Unitatea de răcire pentru răcirea laptelui cu ajutorului răcirii naturale după cererea 1 unde

rezervoarele sunt ataşate bretele si tevi conectate icircntre ele cu găuri de scurgere şi cu umplere

amplasate pe peretii de jos a rezervorului de stocare

13 - 13 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 14: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Unitatea de refrigerare cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme (11)2185055

Inventia este destinata utilizării icircn răcirea produselor agricole icircn special a laptelui şi poate fi utilizata icircn producţia agricolă industria alimentară precum şi de prelucrare şi de depozitare a laptelui şi a altor alimente Inventia prevede o reducere a consumului de metal şi creşte capacitatea de răcire icircn zona de aproape de zero grade temperatura aerului ambiant creşte timpul efectiv al ciclului anual Instalatia pentru racirea laptelui (аut St URSS 1124167 F 25 D 1 00 Buletinul Invenţii 42 1984) conţine un schimbător de căldură răcitor lichid de răcire sistem de conducte valve pompe

Aceasta include un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

Rezultatul tehnic a dispozitivului se realizează prin faptul că partea de jos a răcitorului pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalata icircntr-un rezervor şi linia de evacuare conectata la acesta şi după pompă prin supapă este conectat la schimbatorul de caldura si sistemul de drenaj de la ferma icircn timp ce icircn partea de mai sus a camerei de admisie este instalata o ţeavă de drenaj iar ţeava de furaje prin supapă este conectată la sistemul de apă icircn fermă

Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme conţine răcitor cu lichid de răcire 1 executat icircn forma unui rezervor cu partea de sus deschisă icircn partea de jos are stabilită o conductă de alimentare 2 de la un capăt al căreia pe verticală există una sau mai multe duze de lichid de răcire 3 şi celălalt capăt este conectat la schimbatorul de caldura 4 şi prin supapa 5 cu o sistemă alimentare cu apă la fermă iar icircn partea de jos a răcitorului cu lichid de răcire 1 pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie 6 este instalat un rezervor conectat la conducta de evacuare 7 conectate la pompa 8 instalate icircn spaţii comerciale şi icircn continuare supapa 9 - cu un schimbator de caldura 4 precum şi cu sistemul de drenaj de la fermă dar mai sus de camera de primire este instalată conducta de scurgere 10 şi partea de sus a răcitorului cu lichid de răcire 1 peste pulverizatorul cu lichid de răcire 3 este instalat un ventilator 11 peste care este instalat ecranul 12 Unitate de răcire cu utilizarea răcirii naturale pentru ferme funcţionează după cum urmează Răcitorul pentru lichid de răcire 1 este umplut cu lichid de răcire - nivelul de apă care ar trebui să ajungă la partea de jos a ţevii de evacuare 7 Apa primită icircncepe să răcească aerul atmosferic picircnă la congelare Pentru a intensifica răcirea poate fi pornit şi ventilatorul 11 situat sub ecranul 12 Icircnainte de refrigerare sistemul de conducte sub presiune pompează apa prin sistem icircn fermă Apa curge respectiv prin intermediul conductei de alimentare 2 icircn răcitorul 1 Apa se acumulează pe suprafaţa de gheaţă sau de amestec de apă-gheaţă şi icircn camera de primire 6 curgerea apei continuă picircnă va atinge nivelul său din partea de jos a conductei de scurgere 10 Apoi icircntoarce pompa 8 Amestecul de apă răcită-gheaţă intră icircn schimbătorul de căldură 4 şi raceste laptele prin ţeava furaje 2 ajunge icircn duyele lichidului de răcire 3 şi icircn continoare apa răcită sub influenţa aerului rece vine de la ventilatorul 11 se acumulează pe suprafaţa stratului apă - gheaţă icircn camera de admisie 6 de unde prin conducta de evacuare 7 intră icircn pompa de centrifugare 8 şi ciclul se repetă După răcirea laptelui fluxul lichidului de răcit prin intermediul conductei 7 pompei 8 şi supapei 9 se varsa in canalizarea fermei Icircn această conductă legătura la schimbătorul de căldură se face prin ventilul 9 Apa icircn răcitorul pentru lichid de răcire 1 coboară la nivelul iniţial şi anume la nivelul gaurei conductei 7 După aceasta apa este descărcată icircntr-o canalizare şi prin conducte la trecerea icircn

14 - 14 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 15: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

aer liber previne decongelarea conducte Sistemul este din nou gata pentru procesul de răcire Prin completarea cu apă a răcitorului pentru lichid de răcire 1 mai ales la aproape zero grade temperatură la ridicarea apei gheaţă poate pluti Cu toate acestea acest lucru va creşte numai icircn zona de contact a maselor de apă cu gheaţă şi icircn consecinţă capacitatea totală de răcire a sistemului Icircn acelaşi timp icircn camera de primire 6 va fi acumulată cu lichid de racire care va asigura o buna funcţionare a instalaţiei Conexiunea ţeava de evacuare 7 prin supapa 9 cu sistemul de drenaj cu canalul de scurgere a apei garantează curgerea apeiin plus la ferma aflată la nivelul inferior al ţevii de scurgere 10 icircn canalizareAstfel utilizarea de instalaţii frigorifice cu ajutorul răcirii naturale pentru ferme ar reduce sistemul de metal ar creşte capacitatea de răcire aproape de zero grade temperatură şi ar creşte semnificativ perioada de lucru icircn timpul ciclului anual

Cererea pentru invenţie Unitate de racire cu ajutorul răcirii naturale pentru fermele de lapte care conţine un schimbător de căldură montat icircn aer liber Icircn partea de jos a acestuia pe suprafaţa exterioară a camerei de admisie este instalat un rezervor şi o linie de priză conectat la acesta Dupa pompa supapa conductei este conectata la schimbătorul de căldură şi a sistemului de drenare a exploataţiei Mai sus de camera de intrare este instalata ţeava de drenaj Ţeava de alimentare prin supapa este conectata la sistemul de apă icircn fermă

15 - 15 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 16: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Motivarea tehnico-economică

Invenţiile prezentate se referă in general la industria laptelui fiind utilizate pentru răcirea şi păstrarea

laptelui

Pentru răcirea laptelui in condiţii de ferma se foloseste apa rece gheata si agregate frigorifice Apa

rece si gheata se folosesc la ferme cu efective mici de vaci si in gospodariile individuale

La ferme cu efective mari de vaci de lapte racirea laptelui se efectueaza folosind surse de frig

artificial Pentru obţinerea frigului se folosesc agregate frigorifice de diferite tipuri iar in calitate de

agent frigorific se utilizeaza freon amoniac sau clorura de metil Răcirea laptelui se realizează prin

schimbul de caldura dintre lapte şi suprafata racită a instalaţiei de racire

Aceste invenţii le-am ales datorită avantajelor deosebite pe care le posedă şi anume că preved o

reducere a capitalului şi a costurilor de operare pentru echipamentele de răcire a laptelui cresc

eficienţa şi intensitatea procesului de răcire a laptelui şi extind domeniului de aplicare a

dispozitivelor

Utilizarea invenţiilor duc la extinderea sferei de aplicare a dispozitivelor de reducere a capitalului şi

a costurilor de exploatare cresc eficienţa şi siguranţa ecologica a procesului de răcire

Obiectivul invenţilor constă icircn a extinde funcţionalitatea rezervoarelor pentru a asigura

universalitate acestora reducerea consumului de energie şi costurile de funcţionare pentru răcire

depozitare şi transport de lapte

Invenţiile icircmbunătăţesc capacitatea de acumulare capacitatea de răcire şi fiabilitate sporită la

temperaturi joase ale aerului

Acestea preved o reducere a consumului de metal şi creşc capacitatea de răcire icircn zona de aproape de

zero grade temperatura aerului ambiant cresc timpul efectiv al ciclului anual

Instalaţia pentru pasteurizare-racire pe care l-am ales in descriere la proiectul de curs asigura o

incalzire omogena modificari minime in compozitia şi structura fizico-chimica a laptelui

Deasemenea are loc distrugerea maximă a microflorei din lapte şi pe cit este posibil - procesului de

pasteurizare se desfasoara in absenta aerului In afara de aceasta el este comod in exploatare ieftine

şi cu dimensiuni comode pentru utilizare

Pasteurizatorul cu placi are dimensiuni mai mici in comparatie cu cel tubular El este alcatuit

dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza sectii separate - de preincălzire pasteurizare

(daca se prevede conform tehnogiei) şi sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4 mm circula

16 - 16 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 17: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

in contracurent cu agentii de incalzire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 degC Procesul

tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate Capacitatea

acestor aparate variaza de la 1000 lora pina la 15-25 mii lora

Acest utilaj este foarte eficace deoarece permite economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumată iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pasteurizatoarele cu plăci au căpătat o răspicircndire mare datorită avantajelor pe care le prezintă şi

anume

- concentrarea mare de suprafaţă de transfer de căldură(se poate ajunge picircnă la 200

m2m3 de aparat)

- transfer de căldură intens datorită grosimii mici a peliculei de lichid (max 5 mm) şi

turbulenţei provocată de ondulatiile plăcilor(se poate ajunge la coeficienţi de transfer

de căldură icircntre 2000-5000 Wm2K)

- rezistenţa hidraulică relativ mică la curgerea fluidelor

- curăţirea relativ uşoară evitarea depunerilorposibilităţi de aderare uşoară la diferite

scopuri

- se pot realiza uşor unităţi de suprafaţe de transfer de căldură(se poate ajunge la unităţi

care să aibă picircnă la 200 m2 de suprafaţă de transfer de căldură)

- se pot monta icircnseriate astfel ca să realizeze schimb de căldură icircn zone consecutive şi

prin aceasta să poată ajunge la recuperarea de căldură picircna la 70-85 aceasta

contribuind atit la economia de căldură cicirct şi la realizarea transferului de căldură la

diferenţe de temperaturi mici

- Satisfac cele mai exigente condiţii de igienă Se curăţă uşor atit pe cale chimică cu

ajutorul soluţiilor de spălare cit şi pe cale mecanică

17 - 17 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 18: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a liniei tehnologice

Linia tehnologica de fabricare a laptelui pasteurizat de consum include urmatoarele componente

Pompa

Contor

Racitor cu placi

Rezervor pentru laptele crud

Rezervor pentru laptele normalizat

Instalatie pentru reconstituirea laptelui praf

Rezervor cu nivel constant

Pompa centrifugala pentru lapte

Pasteurizator racitor

Separator curatitor de lapte

Omogenizator

Instalatie de pasteurizare tubulara

Rezervor pentru laptele pasteurizat

Materia prima din rezervorul (1)se pompeaza la instalatia de racire cu ajutorul pompelor Pompa este

o masina hidraulica de forta care transforma energia mecanica a motorului in energie de miscare a

lichidului Materia ajunsa in racitorul cu placi (3) va fi tratata termic la temperatura 90-950C si se

mentine timp de 5-20min si se raceste in flux la temperatura 50-700C

Laptele este vehiculat mai departe in rezervorul pentru laptele normalizat (5) aici se petrece

operatia prin care se aduce continutul de grasime al laptelui la o anumita valoare in vederea

asigurarii unei calitati constante produsului finitAceasta presupune in majoritatea cazurilor o

reducere a continutului initial de grasime cu ajutorul separatoarelor centrifugaleIn situatia in care se

prelucreaza cantitati mari de lapte normalizarea se obtine prin reglarea separatorului in functie de

continutul de grasime al laptelui materie primaDeoarece practic continutul in grasime al laptelui

integral receptionat variaza in limite destul de largi normalizarea se face prin amestecarea laptelui

integral cu o anumita cantitate de lapte smantanit in tancuri

18 - 18 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 19: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Pentru separarea grăsimii laptele se incălzeste in zona de preancălzire a

pasteurizatorului la temperatura de 35-45degC și este introdus in tamburul de

separare al separatorului centrifugal (7d) Odată cu separarea grăsimii are loc si

o curătire a laptelui impuritătile din lapte adunandu-se pe peretii capacului

tamburului si se elimină prin demontarea si curătirea manuală a tamburului

Dupa aceasta laptele este dirijat in omogenizator unde are loc procesul de omogenizare

Omogenizarea laptelui se face icircn scopul stabilizării emulsiei de grăsime datorată reducerii

diametrului globulelor de grăsime de la o medie gt 35 - 5 microm pacircnă la o medie de lt 2 microm La

omogenizare se formează noi globule de grăsime a căror membrană este diferită de cea a globulelor

iniţiale de grăsime Omogenizarea laptelui de consum se face icircntr-o singură treaptă de presiune (100-

200 kgfcm3) temperatura de omogenizare fiind de 60-80degC

Mai departe laptele este vehiculat spre instalatia de incalzire tubularaAici are loc incalzirea la

temperaturi mai mari (pacircnă la 90 - 135 deg C)acestea sunt formate din două tobe care se acoperă cu

capace Incălzirea la temperatura de pasteurizare are loc cu apă caldă Pe partea

interioară a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de

icircncălzire (secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial

trece prin stratul de tuburiApoi acesta trece in rezervorul pentru lapte pasteurizat de unde pleaca

spre a fi ambalat

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

middot Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

middot Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

middot Siguranta de functionare a pasteurizatorului

19 - 19 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 20: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Construcţia şi principiul de funcţionare a instalaţiilor pentru icircncălzire

şi răcire

Instalatii de incalzire tubulare sunt concepute pentru icircncălzirea laptelui icircnainte de separare (de la

10 la 50 deg C) este prezentată icircn figura 1 Icircncălzitorul este format din 2 ţevi cu placi cu diametrul de

28 mm şi o lungime de 1200 mm Laptele trece succesiv prin conducte şi este icircncălzit de aburul care

intră icircn atmosferă

Instalatiile de incalzire tubulare sunt concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari (pacircnă la 90

- 135 deg C)acestea sunt formate din una sau două tobe care se acoperă cu capace Pe partea interioară

a capacelor sunt partiţii pentru trecerea fluxului de rotaţie de lapte de către tuburi de icircncălzire

(secţiuni) Laptele trece prin partea de jos a tamburului icircn care el icircn mod repetat secvenţial trece prin

stratul de tuburi schimbacircnd direcţia de mişcare a lui Partiţiile instalate orizontal icircn interiorul părţii

de jos a tamburului icircmpărţind cavitatea icircn niveluri Deaceea apa caldă este furnizată de la pompa de

cazan circulicircnd icircn contracurent cu laptele care trece icircn fiecare nivel al tamburului Instalatia de

incalzire tubulară instalată icircn liniile de pregătire a laptelui pentru a fi condensat precum dar este şi

utilizată icircn producţia uleiului

Icircn funcţie de cerinţele tehnologice pentru instalaţiile de icircncălzire tubulare acestea pot fi diferite

Atunci cacircnd acestea sunt utilizate ca instalatii de incalzire inainte de separare acestea ar trebui să

lucreze pentru rate minime a fluxul de lichid cu scopul de a asigura un transfer intensiv de căldură şi

să reducă la minimum depunerile de proteină de pe suprafaţa de icircncălzire

Icircn instalatii de incalzire tubulare concepute pentru a incalzi la temperaturi mai mari se poate de

crescut semnificativ viteza fluxului

Instalatiile de incalzire tubulare sunt compuse din următoarele

1-şurub

2-dispozitiv de srticircngere

3-corp

4-izolaţie

5-cămaşă

20 - 20 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 21: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

6-ţeavă

7-cauciuc pentru etanşietate

8-capac

Fig1 Instalaţia de incălzire tubulară

Instalaţiile de răcire reprezintă un set de plăci de schimb de căldură Plăcile sunt ştampilate lipite

la periferia sigiliilor de cauciuc Ele sunt realizate din oţel inoxidabil Pe o parte dintre plăci curge

produs precum şi pe de altă parte ndash agentul frigorific sau de icircncălzire(apă rece saramură apă caldă)

Aceste dispozitive pot fi cu una şi două piese Icircntr-un aparat de-a secţiunii de icircncălzire este realizată

cu apă fierbinte (incalzitor) precum şi de răcire - apa rece sau saramură (coolere)

Aceste aparate pot fi cu o secţie sau cu două Icircn instalaţia cu o secţie icircncălzirea se efectuează cu apă

caldă iar răcirea cu apă rece Icircn instalaţia cu două secţii ndashin prima secţie ndashcu lapte fierbinte (secţia

regenerativă) a doua secţie -cu apa fierbinte incalzita in cazane (de icircncălzire) precum şi răcirea - icircn

prima secţie cu apă iar icircn a doua ndash agent frigorific Acest produs trece icircn prima şi a doua secţie icircn

concordanţă

21 - 21 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 22: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- Racirea laptelui cu instalatii frigorifice

Instalatiile frigorifice sunt utilizate in laptarii atat pentru racirea laptelui imediat dupa muls cat

si pentru mentinerea unei temperaturi scazute a laptelui pe tot timpul pastrarii in tancurile de

depozitare sau a derivatilor din lapte (smantana branza) in dulapuri sau camere frigorifice In laptarii

se utilizeaza cel mai perfect instalatiile frigorifice cu compresor Temperatura de racire a unei

instalatii frigorifice depinde de temperatura de evaporare a agentului frigorific cu cat aceasta

temperatura este mai joasa cu atat este mai joasa temperatura creata de agentul frigorific deci de

instalatie

- racirea laptelui ndashse face in ultima parte a instalatiei de pasteurizare prin care circula

agentul frigorific care asigura laptelui o temperatura de 4-6 C dupa care aceasta se depoziteaza in

tancurile izoterme de unde trece in fabricatie ca lapte de consum sau pentru preparatele din lapte

Indiferent de produsele lactate care se proceseaza fazele tehnologice descrise anterior sunt

obligatorii in obtinerea unor produse salubre

In cazul instalatiilor cu racire indirecta saramura din corpul evaporatorului poate avea diferite

concentratii concentratia saramurii se alege in functie de temperatura de racire dorita Punctul de

inghet al saramurii este cu atat mai coborat cu cat concentratia este mai mare si se alege astfel incat

sa fie cu cel putin 10 C sub temperatura de inghet a corpului ce trebuie racit In mod obisnuit pentru

racirea laptelui se foloseste saramura in concentratie de 18 ndash 21

Racitoarele de lapte pot fi plane sau cu placi

Racitoarele plane cu aceiasi constructie ca si cele folosite la racirea cu apa acestea pot

constitui serpentina evaporatorului instalatiei frigorifice agentul de racire fiind chiar agentul de

racire a instalatiei sau poate fi folosit un agent indirect (apa racita sau saramura) preluat cu o pompa

dintr-un bazin de racire in care este instalata serpentina evaporizatorului La racirile plane cu doua

sectii in sectia superioara preracirea cu apa iar in sectia inferioara racordata la instalatia frigorifica se

face racirea profunda

Racitoarele cu placi au ca parte activa o serie de placi stantate astfel incat sa formeze prin

suprapunere un canal sinuos placile sunt etansate cu garnituri si presate formand corpul racitorului

Racitoarele cu placi pot fi racordate direct la instalatia de muls cu transportul laptelui prin conducta

laptele racit fiind depozitat in tancuri izoterme Aceste racitoare pot fi utilizate si separat in laptarie

22 - 22 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 23: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

facand racirea laptelui ce se depoziteaza apoi in tancuri izoterme In tara noastra se fabrica

racitoarele cu placi TRAP-3 cu 12 placi avand capacitatea de racire a laptelui de 3000 litrih si

TRAP-6 cu 24 placi avand capacitatea de 6000 litrih care folosesc ca agent de racire saramura

racita de evaporatorul unei instalatii frigorifice

Pasteurizarea laptelui

Prin aceasta operatie se urmareste distrugerea sub actiunea temperaturii a microorganismelor aflate

in stare vegetativa inactivarea pentru o anumita perioada a celor sporulante si prelungirea duratei de

pastrare a laptelui Intrucit germenii patogeni se gasesc in stare vegetativa sub actiunea pasteurizarii

la temperaturi de 65-900 C si sunt practic distrusi in totalitate asiguricircndu-se obţinerea unui lapte

salubru Astfel la temperatura de 750 C aproape toţi germenii patogeni sunt distruşi icircn 2-12 secunde

Cu cicirct temperatura este mai ridicată cu aticirct scade timpul necesar distrugerii microorganismelor deci

şi durata de contact a laptelui cu agentul de icircncălzire Icircn funcţie de valoarea temperaturii şi durata de

contact a laptelui cu reagentul termic pot fi utilizate următoarele metode de pasteurizare

pasteurizarea joasă (sau de durată) care se realizează la temperatura de 63-650 C timp

de 30 min Este o metodă lentă care necesită consum de energie termică Se aplică cu

rezultate bune icircn pasteurizarea laptelui destinat fabricării bricircnzeturilor

Pasteurizarea icircnaltă( rapidă sau HTST-temperatură icircnaltă timp scurt) care se realizează

la 72-740 C cu o durată de 15 sec Este folosită icircn producţie deoarece permite

mecanizarea şi automatizarea operaţiei tehnologice

Pasteurizarea instantanee(tip flash sau fulger) prevede icircncălzirea laptelui la 80-900 C

pe o durată de timp sub 10 sec urmată de o răcire bruscă Acest procedeu se aplică icircn

special laptelui cu o calitate mediocră

Clasificarea pasteurizatoarelor

Pasteurizatoarele se clasifică după mai multe criterii şi anume

1După felul pasteurizării

pentru pasteurizare joasă(pasteurizatoare cilindrice)

pentru pasteurizare rapidă şi instantanee(pasteurizatoare cu tambur rotativ

pasteurizatoare cu plăci pasteurizatoare tunel)

2 După felul energiei folosite

23 - 23 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 24: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizatoare cu icircncălzire ( cu abur şi cu apă caldă)

pasteurizatoare cu radiaţii ultraviolete

pasteurizatoare cu ultrasunete

3 După modul de utilizare a căldurii

pasteurizatoare cu recuperare de căldură

pasteurizatoare fără recuperare de căldură

4 După modul de pasteurizare

pasteurizatoare deschise

pasteurizatoare ermetice

pasteurizatoare cu vid

Pasteurizatorul cu plăci

Este utilizat icircn industria alimentară icircn cazurile icircn care apare necesar transferul de căldură

Pasteurizatoarele cu placi sunt utilizate ma frecvent deoarece ele au dimensiuni mai mici in

comparatie cu cele tubulare Ele sunt alcatuite dintr-o serie de placi unite intre ele care formeaza

sectii separate- de preincalzire pasteurizare si sectia de racire a laptelui Laptele in strat de 2-4mm

circula in contracurent cu agentii de incalazire si racire avind la iesire temperatura de 4-6 gradeC

Procesul tehnologic decurge in flux continuu fiind mentinut si controlat de dispozitive automate

Capacitatea acestor aparate variaza de la 1000l ora pina la 15-25 mii lora

Aceste utilaje sunt foarte eficace deoarece permit economisirea in sectia de recuperare a 90 din

caldura consumata iar cantitatea de abur pentru pasteurizare se micsoreaza de 8-10 ori

Pentru pasteurizare se folosesc

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli

Pasteurizatoare cu placi

Vane

In industria alimentara se folosesc pe scara larga vanele paralele In aceste vanediscurile

sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central Aceste vane se fac din fonta pentru

presiunea conventionala pana la 10 bari in doua variante cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara

inele pentru gaz

In comparatie cu ventilele vanele prezinta urmatoarele avantaje

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula

Mediul poate circula in ambele sensuri

Nu prezinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice

Au inaltime mai mica ca dezavantaje mentionam

24 - 24 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 25: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea ceea ce face ca reparatia

lor sa fie dificila

In timpul deplasarii lor suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de

etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora

La o temperatura inalta a mediului dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea

lor

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior Axele cu filet exterior sunt mai sigure si

de aceea se folosesc mai frecvent Vanele se monteaza de obicei pe conductele de gaze si de aburi

de diametre mari pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa pe conductele care

transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid pe diametrul mare

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2 montate pe aceeasi axa verticala Asemenea

vane se folosesc de obicei de conductele de apa

Utilizarea schimbătoarelor de căldură cu plăci este determinată de avantajele pe care le prezintă faţă

de celelalte tipuri de schimbătoare de căldură

- transfer de căldură intens datorat icircndeosebi peliculei de produs (valoarea coeficientului de transfer

termic poate ajunge la 6000-7000 )

- realizează economic un grad ridicat de recuperare a căldurii (60-70) ceea ce duce şi la micşorarea

diferenţei de temperatură icircntre cele două fluide care circulă prin schimbător

- construcţie compactă pentru suprafeţe mari de transfer termic

- pierderi de presiune relativ mici

- automatizarea nu este mai complicată decacirct la alte tipuri de schimbătoare de căldură

- cheltuielile de investiţii nu sunt mai mari decacirct la schimbătoarele de căldură tubulare de aceeaşi

mărime

- construcţia şi exploatarea sunt mai simple

- compactitatea mare ( suprafaţa specifică mare )

- grad de flexibilitate ridicat in realizarea suprafeţei de transfer şi aranjamentelor de curgere

- turbulenţă ridicată care are drept urmare realizarea unor valori mari ale coeficienţilor de transfer

termic

- rezistenţă mare la murdărire şi la coroziune

- posibilităţi de curăţire relativ uşoară

- uşurinţa rearanjării pentru icircndeplinirea unei alte sarcini termice

- posibilitatea folosirii pentru fluide cu vacircscozitate ridicată fluide termolabile sau murdare

- posibilitatea folosirii pentru recuperări avansate de energie

- inerţie termică mică

25 - 25 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 26: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Acest pasteurizator este alcătuit icircn principiu dintr-o serie de plăci pe suprafaţa cărora este ştanţat

un profil astfel icircncicirct prin presarea plăcilor una licircngă alta se formează icircntre ele mici şanţuri prin care

circulă lichidul supus pasteurizării

Icircn constructia unui pasteurizator cu plăci se deosebesc următoarele părţi componente corpul cu plăci

de diferite tipuri constructive şi funcţionale postamentul suporţii plăcilor mecanism de presare

conducte de legătură apărătură de reglare şi control Icircn corpul pasteurizatorului plăcile formează

sectoarele de recuperare a căldurii de pasteurizare de răcire cu apă şi de răcire cu saramură Plăcile

sunt din tablă subţire din oţel inoxidabil sau aluminiu sau de alte metale care corespun ca rezistenţă

la coroziune Intr-un pasteurizator sunt următoarele tipuri de plăci

Plăci curente sau cu canale

Plăci pentru menţinerea de scurtă durată a lichidului

Plăci de capăt

Plăci intermediare sau de legătură

Plăcile cu canale sau plăcile curente au diferite forme pe suprafaţa lor fiind ştanţate canale sau

ondulaţii adinci de 3-6 mm şi late de 20-80 mm care măresc suprafaţa de schimb de căldură ajută la

dirijarea deplasării lichidului sub formă de peliculă şi intensifică turbulenţa necesară măririi

coeficientului de transfer de căldură Fiecare placă este prevăzută cu patru orificii situate in colţurile

plăcilor care formează prin alăturare canale pentru intrarea şi ieşirea celor două lichide icircntre care are

loc transferul de căldură Pe faţa fiecărei plăci este realizată o adicircncitură pe toată periferia in care se

introduc o garnitură din cauciuc sintetic care are rolul să asigure etanşietatea plăcii faţă de exterior

şi etanşietatea a două din canale care nu trebuie să comunice cu spaţiul dintre două plăci

Plăcile din capăt sunt mai groase au numai una din feţe ondulate faţa din interior şi au numai

două orificii prin care intră sau iese unul din fluide Plăcile intermediare au deasemenea o construcţie

specială şi au rolul de a permite divizarea pachetului de plăci şi de a asigura trecerea lichidului de la

un grup de plăci la altul evacuarea sau introducerea lui in sistem Pentru a se reduce greutatea

plăcilor intermediare interiorul lor poate avea formă de fagure Lichidul circulă intr-un strat de 3-4

mm prin spaţiul liber pe o faţă a plăcilor iar pe cealaltă faţă circulă in contracurent apă caldă sau

abur de joasă presiune

Plăcile pentru depozitarea de scurtă durată au o gosime de 20-70 mm şi se montează

intercalat icircntre plăcile cu canale in sectorul de pasteurizare avind rolul de a menţine fluidul la o

anumită temperatură şi o durată optimă de timp pentru a asigura pasteurizarea sa daplină Nervurile

sale sunt executate astfel incit să circule in cascade

26 - 26 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 27: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Transferul de căldură se realizează icircn condiţii corespunzatoare in contracurent conform

figurii următoare

Fig2 Transferul de căldură in contracurent in sectoarele de lucru ale unui pasteurizator cu plăci

Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci cuprinde mai multe operaţii icircn care lichidele icircntre

care se fac schimburile de căldură circulă icircn contracurent pe o parte şi pe cealalta a plăcilor

Pasteurizatorul cu plăci considerat in cazul pasteurizării laptelui are următoarele sectoare de

lucru(fig3) două sectoare de recuperare a căldurii(C şi D) un sector de pasteurizare (E) un sector

de răcire cu apă(B) şi un sector de răcire intensă cu saramură sau cu gheaţă(A)

27 - 27 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 28: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Fig3 Procesul de lucru al pasteurizatorului cu plăci icircn cazul pasteurizării laptelui

Figura dată prevede următoarele

1-sector de lucru cu plăci

2-pompă pentru lapte crud

3-filtru sau separator centrifugal

a-a- circulaţie lapte crud

b-b- circulaţie apă fierbinte sau aburi de joasă tensiune

c-c- circulaţie apă rece

d-d- circulaţie apă cu gheaţă sau sărămură

Laptele crud este dirijat cu ajutorul unei pompe icircn primul sector de recuperare a căldurii (C) unde

circulind in contracurent cu laptele cald pasteurizat icircşi ridică temperatura de la 100-150 C la 300-400

C după care este introdus icircntr-un filtru sau separator centrifugal De aici laptele este trecut in cel de-

al doilea sector de recuperare a căldurii (D) in care circulă icircn contracurent cu laptele fierbinte

pasteurizat şi se incălzeşte la 500-600 C Astfel preincălzit laptele este introdus in sectorul de

pasteurizare icircn care pe o parte a plăcilor va circula lapte iar pe cealaltă parte abur de joasă presiune

sau apă caldă temperatura sa ridicindu-se la 710-900 C(E) Apoi laptele pasteurizat trece printre

plăcile pentru deozitarea de scurtă durată la 710-900 C prin cele două sectoare de recuperare a

căldurii (D şi C) unde va icircncălzi laptele crud şi se va răci la 300-350 C şi va intra icircn sectorul de răcire

cu apă (B) icircn care temperatura va scădea de la 300-350 C la 130-200 C Icircn sfirşit astfel prerăcit

laptele intră in sectorul de răcire intens(A) unde circulind icircn contracurent cu saramura de la o

instalaţie frigorifică sau cu apă răcită cu ghaţă se răceşte de la 30-50 C fiind apoi dirijat la cisternele

de depozitare

Pasteurizatoarele cu placi Este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a lapteluiEle

sunt construite din placi de otel inoxidabil pe suprafata carora sunt prevazute canalePlacile unite

prin presare una peste alta formind sectiuni separate pentru anumite tipuri de caldura Astfel in

primul sector de schimb termic agentul de incalzire este apa fierbinte-abur in al doilea sector laptele

28 - 28 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 29: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

pasteurizat incalzeste ce intra in pasteurizator iar cel de-al treilea sector apa cu gheata este agentul

de racire a laptelui pasteurizat Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul

pompelor centrifuge prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic

1- Bazin de alimentare 2- Pompă de lapte 3-Pompă de apă caldă 4- Dispozitiv de

automatizare 5- Cap de recirculare I- Sector de răcire cu apă răcită IIIII-

Schimbător de căldură IV- Sector de icircncălzire V- Sector de menţinere la cald

Pasteurizatoarele sunt formate dintr-o serie de placi din otel inoxidabil pe suprafata carora sunt

prevazute canale Placile sunt stranse una langa alta alcatuind sectiuni separate unde se face

schimbul de caldura Laptele circula pe una din fetele placii iar apa calda aburul agentul de racire

sau laptele care cedeaza caldura pe cealalta parte a placii Placile formeaza mai multe sectiuni astfel

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 0C la 35-40 0C prin circulatie in contracurent cu laptele

cald pasteurizat(zona de recuperare I )

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 0C la 55-60 0C tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de

recuperare II )

- pasteurizarea propriu-zisa unde laptele atinge temperatura dorita in functie de regimul ales

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare

- zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 0C

- zona de racire finala in care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la temperatura de 4-6

29 - 29 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 30: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

0C datorita circulatiei in contracurent cu apa racita la 0hellip+4 0C

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire

Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare

unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare un sector de mentinere la

temperatura de pasteurizare un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic

ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire cat si vitezei mari de circulatie In

aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari

fizico-chimice minimale

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux asigurand capacitati de productie

mari (20000l h) Toate operatiile sunt automatizate inclusiv spalarea si dezinfectia In acest scop

instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat

al intregului proces de pasteurizare

bull Termometre inregistratoare

bull Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de

pasteurizare

bull Tablou comanda

bull Dispozitiv de semnalizare optica si acustica

Placile schimbatoarelor de caldura se construiesc intr-o mare diversitate si

se pot clasifica dupa profilul placii in

- placi cu canale

- placi cu flux unic

- placi plane cu elemente pentru crearea turbulentei

In general transferul de caldura prin placile cu canale este mai redus comparativ cu placile cu flux

unic Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2divide25 ms iar marirea vitezei peste aceste valori

nu este recomandata din cauza ca determina o crestere a pierderilor de presiune o marire insemnata

a presiunii de intrare a fluidului si prin urmare dificultati in etansarea intregii instalatii transversale

in V sau cu proeminente circulare cu d=20divide25mmprin efectul de dezintegrare a filmului de curent

prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere transforma curgerea

laminara in curgele turbulenta Chiar la Re=150divide300 apare curgerea turbulenta recomandata iar

transferul de caldura prin convectie si conductie se realizeaza in conditii foarte bune

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi Se impart in doua categorii

30 - 30 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 31: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

peliculare si cu retea La aceste tipuri de placi lichidul se deplaseaza sub forma unor pelicule in

valuri urmand configuratia geometrica a placii (viteza peliculei este de 03divide08 ms)

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale intermediare si de capat) sunt numerotate

de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidelor si

sunt grupate in zone Zona schimbatorului de caldura este cuprinsa intre doua placi intermediare se

caracterizeaza prin natura fluidelor schema de circulatie si regimul de temperatura Placile normale

de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete Fiecare pachet are un numar de

canale (m) prin care fluidul se deplaseza pelicular

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si

numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru iar numitorul reprezinta acelasi lucru

pentru celalalt fluid

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele

avantaje

bull Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot

timpul functionarii

bull Prin reducerea sau majorarea numarului de placi capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi

modificata functie de necesitati

bull Asigura o buna utilizare a energiei calorice datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza

schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii

bull Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este

robus in exploatare

bull Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca

si siguranta in eficienta exploatari

bull Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia)

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu Laptele

intra in prima camera in care se pasteurizeaza Aceasta camera lucreaza sub un vid de 068081

kgfcm2 care mentine o temperatura de 90-950C Aburul saturat este alimentat la partea superioara si

prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C De aici laptele diluat este

31 - 31 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 32: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 042-045

kgfcm2 O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C

Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite

defecte de aroma ale laptelui In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 012

kgfcm2 si temperatura de 430C In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat

initial si substantele volatile

Timpul total de vacreatie este de 10 s

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator Aburul utilizat trebuie sa aiba

puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de

vapori eliminata in celelalte doua camere

Avantajele pasteurizarii HTST

Se pot trata cantitati mari de lapte

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale gustul de fiert avand o

intensitate redusa

Incalzirea are loc in sistem inchis deci in absenta aerului prevenindu-se astfel

oxidarea lipidelor si vitaminelor

Metoda este economica instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii

Spalarea dezinfectarea se face usor mecanizat cu maxima eficienta

Cap acitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi

Instalatia ocupa un volum redus

Dezavantajele pasteurizarii HTST

Nu se pot trata cantitati mici de lapte

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa

Este necesar ca produsul sa fie automatizat

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi

32 - 32 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 33: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Prin asigurarea unei eficiente de pasteurizare corespunzatoare va trebui sa se tina cont de

Oslash Curatirea(centrifugarea) corespunzatoare a laptelui inainte de pasteurizare

Oslash Igienizarea minutioasa a pasteurizatorului timpul si temperatura optima de pasteurizare

Oslash Siguranta de functionare a pasteurizatorului

Refrigerarea in aparate schimbătoare de căldură cu perete

despărţitor

Metoda este utilizată la răcirea lichidelor ( lapte bere vin smintină mixul de

ingheţată şa) Răcirea se realizează in aparate schimbătoare de căldură in

care de o parte a peretelui dispărţitor

circulă un agent de răcire iar de cealaltă parte circulă lichidul care urmează a fi

răcit Agentul de răcire poate fi un agent frigorific un agent intermediar sau

apa Sint de preferat agenţii de răcire care in cazul unor eventuale scăpări prin

neetanşeităţi nu afectează calitatea produsului Astfel de agenţi sint apa

soluţia de alcool-apă şa In cazul utilizării apei se pot utiliza scheme care

cuprind in circuitul apei şi un acumulator de frig sub formă de gheaţă Aparatele

schimbătoare de căldură utilizate pot fi cu funcţionare discontinuă ( vane cu

pereţi dublu vane cu serpentină

imersată) sau cu funcţionare continuă ( aparate cu plăci aparate multitubulare

in manta aparate cu fascicol de ţevi in ţeavă aparate ţeavă in ţeavă sau

aparate cu stropire exterioară )

Vanele cu pereţi dublu sint recipienţi in care agentul de răcire circulă in spaţiul

dintre peretele exterior şi cel interior iar lichidul care trebuie răcit se află in

recipient Pentru mărirea vitezei de

răcire la interiorul recipientului se găsesc agitatoare cu elice care prin

mişcarea imprimată a lichidului măresc coeficientul de convecţie termică In

cazul vanelor cu serpentină imersată agentul de răcire circulă la interiorul

33 - 33 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 34: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

ţevilor serpentinei Aparatele cu plăci sint larg utilizate datorită avantajelor

importante pe care le prezintă coeficienţi globali de transfer termic

ridicaţi consumuri specifice de metal mici gabarite reduse posibilitatea de a

regla capacitatea de răcire prin scoaterea sau adăugarea unor plăci

posibilitatea uşoară de curăţire şi dezinfectare

Calculul tehnologic al răcitorului cu plăci

Să calculăm răcitorul cu plăci

Icircn figura nr1 este arătată schema de calcul a răcitorului cu plăci

Icircnăutrul pompei circulă apă rece sau agent frigorific dar deasupra circulă un strat subţire de lapte

De calculat răcitorul cu plăci sau răcirea laptelui de la ti=850 daca suprafata răcitorului F=95m2

Lungimea de lucru a răcitorului B=15m diametrul tevilor este 3537mm

34 - 34 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 35: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Diferenta marginala a t0 la irigatiile răcitorului se admite a fi 30 C Daca admitem ca temperatura

apei inghetate t0=00C atunci temperatura finala a laptelui va fi tf =4150C Constantele termofizice a

laptelui sunt urmatoarele c=3940J(kgK) λ= 056 Wmk ρ=1020kgm3 micro=110-3 Pasecm2

Pr=72 Constantele termofizice la temperatura initiala a laptelui sunt urmatoarele c=3850 J(kgK)

λ=0638 Wmk ρ=9996 kgm3 Pr=343 micro=05810-3 Pasecm2

Unde

ti- temperatura initiala a laptelui[oC]

F-suprafata racitorului[m2]

B-lungimea de lucru a racitorului[m]

Dm-diametrul pompelor[m]

t0-tmperatura apei inghetate[oC]

tf-temperatura finala a laptelui(temperatura de racire)

c-capacitatea termica specifica a laptelui [J(kgK)]

λ-coeficientul de conductibilitate termica [Wmk]

ρ-densitatea [kgm3]

micro- viscozitatea dinamica [Pasecm2]

Pr- criteriul lui Prendtl

Temperatura de iesire a apei in compartimentul de racire n=3

Temperatura medie a apei este tmed=120C

Constantele termofizice a apei c=4187 J(kgK) λ=0574 Wmk ρ=1000 kgm3 Pr=9 micro=13310-3 Pasecm2

La o mica incalzire a apei in locul fluxului de rascruce admitem refluxul urmator

Ne luind in calcul regimul de temperatura productivitatea usor se calculeaza din ecuatia fluxului

curentului Din aparatul deschis pe peretele vertical pe care curge intr-un strat subtire lapte nivelul

fluxului de curent va fi

2Bδwρ=m

Grosimea peliculei care curge este determinată de formula (1)Viteza scurgerii stratului de lapte se calculeaza (2)

35 - 35 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 36: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In formulele anterioare (1) si (2) cinematica viscozitatii se admite la temperatura initiala a laptelui

atunci cind λ=0638 10-6 inlocuind in formula(1) obtinem

Viteza scurgerii stratului de lapte dupa formula(2) va fi

Consumul laptelui pe ambele parti a peretelui dupa fluxul curentului va fi

m=2Bδwnρh=21503710-30610193600=24431 kgh

unde

ρ -densitatea laptelui la temperatura de racire=1019 kgm3

h-durata de 3600 secunde

Aceasta productivitate este posibila luind in consideratie fluxul curentului Pentru a asigura regimul

de temperatura dat trebuie sa verificam lungimea fluxului necesar

Viteza de scurgere a apei in tevi este urmatoarea

Unde m- cantitatea de lapte consumat la racire [l]

1000-densitatea laptelui [kgm3]

d-diametrul tevilor

Criteriul lui Reynolds pentru apa

Coeficientul de transmitere a caldurii va fi

Re-criteriul lui Reynolds

Pr-criteriul lui Prendtl

Coeficientul reflectarii termice de la perete spre lapte se calculeaza in felul urmator

(3)

36 - 36 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 37: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

De unde efortul critic pe temperatura medie a laptelui se calculeaza astfel

Coeficientul comun al degajarii se calculeaza dupa urmatoarea formula

Unde δ-este grosimea placii racitorului= 1 mm=0001m

Inlocuind datele obtinem

Determinam lungimea curentului

Suprafata de racire este data F=95 m2 Ţevile sunt sudate unele de altele prin intermediul jumper

astfel icircncacirct o parte a generatorului cade din tuburile schimbătorului de căldură Lungimea

generatorului este de aproximativ i=5 mm Numarul de tuburi intr-un racitor este

Lungimea de lucru in zona schimbului de caldura

In aceasta lungime se includ ambele parti a racitorului Lungimea primei parti L=2375m Inaltimea

pompei racitorului H=560037=207m Aceste marimi coincid cu cele din catalog

Comparind datele calculelor cu lungimile reale ne dam seama ca la temperatura data nu are loc

racirea laptelui

Intradevar se poate

Dupa datele din catalogul dat productivitatea racitorului este 2000kgh de aceea partea de jos a

pompei se raceste

37 - 37 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 38: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Avind icircn considerare această opţiune de calcul aplicam Din ecuaţia de continuitate a performanţelor icircn fluxul de 185 ori mai mare decacirct calcul termic Icircn prezenţa a secţiunii putem mări temperatura finală de pina la 10 grade atunci temperatura finală a secţiunii de apă este

Temperatura apei la iesire

Pentru sectia de apa

O astfel de schimbare a temperaturii laptelui da un impact redus asupra coeficientului de transfer

termic global deci suprafata secţiunei de apă o putem lăsa neschimbată

Suprafata sectiunii cu agent frigorific

Temperatura initiala a agentului frigorific este Atunci temperatura agentului frigorific la iesire in care multiplicitatea n=3 va fi

Temperature medie a laptelui in sectia agentului frigorific Constantele termofizice a laptelui λ= 045 WmoC ρ=1030kgm3 micro=27510-3 Pasecm2Incarcatura va fi

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la perete spre lapte

α = coeficient partial de transport de caldura de la perete spre lapte

Temperatura medie a agentului frigorific este Constantele termofizice a agentului frigorific sunt λ= 052 WmoC ρ=1183kgm3 micro=3 510-3 Pasecm2 Pr=22

38 - 38 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 39: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

In cazul multiciplitatii agentului frigorific n=3 viteza curgerii lui in tevi va fi

Criteriul lui Reynolds pentru agent frigorific va fi

Re =

Calculam coeficientul partial de transport de caldura de la agentul frigorific spre perete

Coeficientul global de transfer termic este

Criteriile de temperatură pentru secţiunea de agent frigorific Suprafaţa de schimb de căldură necesară este

Icircn conformitate cu calculele suprafaţa de schimb de căldură necesară este prin urmare se poate mari temperatura iniţială a agentului frigorific Temperatura

minima a agentului termic poate provoca congelarea laptelui pe tevile mai mici Pentru a testa temperatura de congelare a laptelui trebuie să determinam tempera peretelui tevilor dupa formula

Aceasta temperatura este mai joasa de temperatura crioscopica a laptelui = -05 deg C Avacircnd icircn vedere că agentul frigorific icircn conditiile producţiei se foloseste şi pentru alte scopuri cu o temperatură iniţială = -5 degC insa cel mai bine este să nu se ridice aceasta temperatura ci sa se ridice temperatura iniţială a laptelui pe secţiunea agentului frigorific fapt care va facilita lucru secţiunii de apă şi va elimina congelarea laptelui Cu suprafaţa expusă la răcire se va produce evaporarea ceea ce duce la pierderea unei părţi a produsului In sectia agentului frigorific se petrece condensatia aburilor in lapte Dacă luăm temperatura aerului din sala de t = 20 deg C atunci presiunea parţială a aburului la aceasta temperatura va fi P=235Pa

39 - 39 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 40: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Figura II este prezentata curba de răcire a laptelui Evaporarea va avea loc pe linia AB icircntre temperaturile 80 şi 20 deg C Pe linia BC e posibila o condensare din aer Temperatura medie a laptelui = 505 deg C

Presiunea partiala a laptelui la aceasta temperatura este P=12350Pa Icircn cazul icircn care umiditatea relativă icircn magazie diferenţa de presiune

= 12350 - 072350 = 10700 N m 2

Masa de umiditatii evaporate de pe suprafata este determinată de formulaW=FzC Unde C-coeficient ce depinde de viteza aeruluiDupa AVLicovC=(242+101 )10-4Bazindu-ne pe aceea ca viteza aerului in magazie este =05msecC=(224+10105)10-4=27410-4

Pierderile la evaporare sunt urmatoareleW=5127410-410700=147kgh

Pierderile de presiune in timpul circulaţiei apei icircn conducte nu trebuie să depăşească 25105Pa

Viteza miscarii apei va fi

Criteriul lui Reynolds

Re =

Coeficientul de rezistenta pe regiunea unei tevi

Coeficientul rezistentei locale

40 - 40 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 41: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Numarul tevilor in sectia de apa 38 sau 37 la cotitura se afla sub un unghi de 1800

Pierderile presiunii apei

41 - 41 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 42: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Protecţia muncii Tehnica securităţii

Securitatea muncii icircn activitatea de producţie se asigură pe următoarele căi

- instruirea icircn materie de protecţia muncii a tuturor angajaţilor şi a altor persoane la toate

nivelurile de educaţie şi pregătire profesională

- instructarea prealabilă şi periodică a tuturor angajaţilor

- pregătirea specială angajaţilor care deservesc maşini mecanisme şi utilaje faţă de care sicircnt

icircnaintate cerinţe sporite de securitate

- verificarea periodică a cunoştinţelor personalului tehnic ingineresc a materiei icircn protecţia

muncii(nu mai rar decicirct o dată icircn trei luni)

1Totdeauna a păstra curăţenie şi regulă la locul de lucru şi icircn hala industrială

2A se adresa la şef direct pentru explicarea icircn cazul lipsei de informaţie sau apariţiei icircndoielei la

executerea lucrului

3A fi atent icircn timpul executării lucrului a nu se distrage cu convorbire sau lucru străin

4A se folosi numai de insrumente spacializate icircntr-o stare bună de funcţionare De a nu folosi

instrumente ocaziţionale

5Lucrările cu grad de pericol redicat se execută numai după primirea permisului şi ascultarea

instrucţiulor adăugătoare

6 De anu bara trecerea spre locurile de muncă sau instrumentele antiincendiare

7 De urmărit stare de funcţionare a utilajului Icircn cazul lucrului incorect a se adresa imediat

maistrului de schimb

8 Icircn cazul simţirei curentului electric la atingerea utilajului sau unei construcţii metalice de a

preicircnticircmpina oamenii din jur şi maistrul de schimb

Măsuri privind profilaxia antiincendiara

Securitatea obiectului icircmpotriva incendiului se asigura prin

42 - 42 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 43: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

- printr-un sisitem de preicircnticircmpinare a incendiului

- printr-un sistem de protecţie icircmpotriva incendiului care costă din dulapuri antiincendiare

unde se află nisip o lopată şi o căldare cu fundul ascuţit

- prin măsuri tehnico-organizatorice adică toţi sunt instruiţi cum sase comporte şi ce să facă icircn

caz de incediu

Măsuri specifice icircn sectorul de pasteurizare

Pasteurizatorul cu plăci Se interzice

Oslash Montarea conductelor de legătură la mai mult de două nivele şi fără suporturi fixe care

să le asigure stabilitate

Oslash Folosirea instalaţiilor fără tăbliţe indicatoare pentru fiecare circuit sau fără săgeţi

indicatoare pe macircnerele canalelor

Oslash Folosirea instalaţiei mai mult de patru ore fără efectuarea spălării cu apă şi soluţie

chimică conform normativelor icircn vigoare

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără a se face proba la plăci şi la conductele de apă

rece

Oslash Punerea icircn funcţiune a instalaţiei fără verificarea periodică a legăturii la nulul de

protecţie

Oslash Folosirea pieselor aflate sub tensiune fără ca acestea să fie protejate icircmpotriva atingerii

directe

Oslash Stropirea sau spălarea pompelor a tablourilor electrice cu apă existacircnd pericol de

electrocutare

Oslash Părăsirea locului de muncă sau icircncredinţarea instalaţiei unor persoane neinstruite

43 - 43 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 44: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

Concluzie

Masinile şi utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea

unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie in conformitate cu cerinţele tehnico-

economice impuse fiecarei lucrări in parte

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul procesele de productie din

industria alimentară se asigură

Marirea productivitatii muncii

Realizarea unor lucrări in termeni optimi şi de o calitate superioară

Reducerea costurilor pe tonă de produs

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului respectiv reducerea

efortului fizic

In memoriu explicativ prezentat am vorbit despre racirea in procesul de productie al laptelui

pasteurizat Am descris intreg procesul de pasteurizare metodele pasteurizarii Am indicat cele mai

convenabile si eficiente pasteurizatoare am executat calculul tehnologic al pasteurizatorului cu

placi

In lucrarea de fata am desfasurat subiectul schimbatoarelor de caldura utilizate in industria

alimentara Acestea fiind de doua tipuri schimbatoare de caldura la suprafata la care caldura se

transmite de la agentul termic cald la agentul termic rece prin peretele care le desparteO alta grupa

de schimbatoare de caldura sunt de amestec la care caldura se transmite prin contactul nemijlocit al

agentilor termici cald si rece

44 - 44 -

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -

Page 45: proiect utilaj

Coala

Mod Coala N Document Semnat Data

Instalaţia pentru răcirea lapteluiCoala

45 - 45 -