АВТОМАТИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА

Процесс первичной обработки молока включает в себя опера­ции его очистки, пастеризации при 62...90°С, охлаждения до 5..ЛОХ. Цель пастеризации — уничтожение содержащихся в мо­локе микроорганизмов. Последующее за пастеризацией охлажде­ние позволяет увеличить срок хранения продукта. Охлаждение применяют и как самостоятельную операцию при хранении моло­ка на молочных фермах и комплексах.

Автоматизация пастеризационных установок. Пастеризатор мо­лока представляет собой многосекционный пластинчатый тепло­обменник, подогреваемый горячей водой, приготовляемой в специальном контуре, включающем в себя бойлер 9 (рис. 11.12), ин­жектор 3 и насос 10.

На практике используют разные режимы пастеризации: мгно­венный (при 85...90°С), кратковременный (20 с при 72.„76^вС), длительный (300 с при 90 °С). Последний используют для стери­лизации молока от больных коров.

Работа установки при пониженных температурах пастеризации расширяет диапазон возможных режимов эксплуатации пастери­затора и снижает скорость образования «пригара» (белковых отло­жений) на поверхности пластин, требующего периодической раз­борки и очистки пастеризатора.

В процессе пастеризации молоко проходит последовательно первую секцию 4 регенерации, молокоочиститель 5, вторую сек­цию 6 регенерации, секцию 7 пастеризации, выдерживатель 12, снова первую и вторую секции регенерации и, наконец, секцию 14 охлаждения. Греющий агент — пар, нагревающий в бойлере воду, используемую затем в секции пастеризации.

Режим пастеризации поддерживается ПИ-регулятором (ТС1), управляющим потоком пара к бойлеру. При температуре пастери­зации ниже установленного уровня по команде регулятора-огра­ничителя (измерительный прибор с регулирующим устройством TIR2) открывается клапан 11, по линии 13 возвращающий молоко в уравнительный бак на повторную пастеризацию. Для исключе­ния таких повторных режимов работы может быть использована схема пропорционального уменьшения расхода молока при сни­жении температуры пастеризации t_a. Эту функцию выполняет

Рис. 11.12. Функциональная схема автоматизации пастеризационной установки:

/—уравнительный бак; 2— молочный насос; 3 — регулирующий клапан; 4, 6— первая и вто­рая секции регенерации; 5— центробежный молокоочиститель; 7 — секция пастеризации; 8— инжектор; 9—бойлер; 10— насос горячей воды; //—перепускной клапан; 12— выдержива­тель; 13 — линия возврата недопастеризованного молока; 14 — секция охлаждения

П-регулятор (ТСЗ), управляющий регулирующим клапаном 3 на линии молочного насоса 2,

Автоматизация водоохладительных установок.Водоохладительные установки предназначены для охлаждения воды, используе­мой на молочных фермах и комплексах при хранении молока в проточных и емкостных охладителях. Для этой цели используют фригаторные и компрессорные холодильные установки.

Фригаторная установка получает холод за счет таяния льда или смеси льда с солью. Талая вода или рассол подается насосом в мо­лочный охладитель, отбирает теплоту от молока и возвращается в оросительную ледовую камеру фригатора. Орошая лед, теплая вода вызывает его таяние. Охлажденная вода вновь подается в ох­ладитель.

Компрессорные установки не требуют зимних заготовок льда и устройств ледоскладов. Они состоят из компрессора, конденсато­ра, ресивера, теплообменника и терморегулирующего вентиля (ТРВ). Последний является основным элементом автоматизации компрессорных холодильных машин. Терморегулирующий вен­тиль (рис. 11.13) предназначен для понижения давления (дроссе­лирования) и регулирования расхода жидкого хладагента, посту­пающего в охладитель из ресивера конденсатора. Как увеличение,

Рис. 11.13. Схема терморегулнрующего вентиля с внутренним (я) и внешним (6) выравниванием:

1— термобаллон; 2— капилляр; 3 — надмембранная камера; 4— мембрана;

5—клапан; б—пружина; 7— регулировочный винт; 8—испаритель; 9 —

диафрагма; 10 — уравнительная трубка; 11 — перегородка

так и уменьшение количества хладагента, поступающего в охлади­тель, снижает холодильную мощность установки. Переполнение охладителя приводит ктому, что не весь агент успевает испарить­ся и часть его поступает в компрессор в жидком виде. Попадая на горячие стенки цилиндров компрессора в начале цикла всасыва­ния капли хладагента мгновенно испаряются, а образующийся пар занимает значительную часть объема цилиндра, снижая произво­дительность компрессора и установки в целом.

Степень заполнения испарителя хладагентом характеризует температура пара на выходе из него t_BUX. Чем меньше заполнение испарителя, тем больше перегрев пара на оставшейся части испа­рителя. При увеличении С_вых возрастает давление в герметичной системе, заполненной тем же хладагентом или другим веществом с низкой температурой кипения и включающей в себя термобаллон 1, капиллярную трубку 2 и камеру 3 между корпусом ТРВ и мемб­раной 4. Перемещение мембраны вниз увеличивает поступление в испаритель жидкого хладагента из ресивера с помощью дроссели­рующего клапана 5. Из-за снижения давления жидкий хладагент оказывается перегретым, он вскипает и, постепенно испаряясь, отбирает теплоту у охлаждаемого продукта (или промежуточного хладоносителя — рассола).

При уменьшении нагрузки снижаются температура пара /_вых, давление в герметичной системе и подача хладагента.

В холодильных машинах большой производительности испари­тели имеют значительную длину. Давление хладагента на выходе из испарителя ниже, чем на входе в него. Обеспечить требуемое открытие дросселирующего клапана 5 можно только при перегре­ве, т. е. при уменьшенном заполнении испарителя и пониженной холодильной мощности установки. Поэтому в холодильных ма­шинах с длинными испарителями, падение давления в которых более 200 кПа, применяют ТРВ с уравнительной трубкой 10 (рис. 11.13, б). В корпусе таких ТРВ устанавливают перегородку 11, благодаря которой под мембрану 4 подается хладагент не со стороны входа, а со стороны выхода испарителя — по уравнитель­ной трубке 10. Разность давлений на мембрану при том же значе­нии г_ВЬ|Х увеличивается, в результате чего заполнение испарителя и производительность установки повышаются. На выходе ТРВ до­полнительно устанавливают диафрагму 9 с целью повышения дав­ления за клапаном 5.

Автоматизация установки для охлаждения молока.Установка ра­ботает по замкнутому циклу. Пары хладагента поступают в комп­рессор 1 (рис. 11.14, а), сжимаются и попадают в конденсатор 10, где превращаются в жидкость, стекающую в ресивер 9. Из ресиве­ра жидкий хладагент поступает в испаритель 12, проходя после­довательно через теплообменник 6, фильтр-осушитель 7 и термо­регулирующий вентиль 8. За терморегулирующим вентилем давле­ние хладагента падает, он оказывается перегретым относительно

Рис. 11.14. Технологическая (а) и принципиальная электрическая (б) схемы водоохладительной установки АВ-30:

/— компрессор; 2, 5— манометры; 3, 4 — реле давления и контроля смазочного материала; 6 — теплообменник; 7— фильтр-осушитель; 8— терморсгулирующий вентиль; 9— ресивер; 10 — конденсатор; И, 20— водяные насосы; 12 — испаритель; 13 — бак; 14, 17— фильтры; 15— охладитель молока; 16— градирня; 18— вентилятор; 19— ороситель; 21— молочный на­сек; 22— молочный бак

этого давления и потому вскипает, отбирая теплоту у воды, оро­шающей поверхность испарителя 12. Эта вода насосом 11 перека­чивается в охладитель 75 молока, после которого возвращается че­рез фильтр 14 в испаритель. Пары хладагента из испарителя посту­пают в теплообменник 6, где охлаждают фреон, и затем засасыва­ются в цилиндр компрессора.

Для охлаждения воды, омывающей трубки конденсатора 10, используют малогабаритную градирню 16 с вентилятором 18. Вода перекачивается насосом 20. Молоко из бака 22 забирается насосом 21 и после охладителя 15 направляется на дальнейшую обработку или хранение. Режим работы автоматический (А) или полу­автоматический (ПА) устанавливают переключателями S1 и S2 (рис. 11.14,6). При подаче питающего напряжения последователь­но включаются двигатели М2 компрессора /, МЗ водяного насоса 11 и Ml молочного насоса 21. Если температура молока по каким-то причинам на выходе из охладителя выше допустимой, то тер­мореле SK1 отключает молочный насос. Двигатель М4 привода вентилятора градирни включается температурным реле SK2 при повышении температуры воды на охлаждении конденсатора до 23,5 °С. Если температура воды ниже 7 "С, то реле SK3 отключает вентилятор. Реле SP2 контролирует давление в смазочной системе компрессора, и если оно при пуске машины не поднимается до требуемого уровня и контакты SP2 не замыкаются, то через 1...2мин реле времени AT отключает установку. Реле SP1 отклю­чает установку при аварийном повышении давления хладагента.

Срабатывание любого элемента защиты в цепи катушки пуска­теля КМ2 вводит в действие реле К1. При этом катушки реле К1 и пускателя КМ2 оказываются включенными последовательно. В ре­зультате КМ2 отключается, а реле К1 питается через резистор R1. Поэтому при последующем замыкании контактов любого из аппа­ратов защиты {SP1, SP2, КК1...КК4) магнитный пускатель КМ2, а следовательно, и установка в целом автоматически не включают­ся. Обслуживающий персонал должен привести схему в исходное положение: выключить и вновь включить SL В полуавтоматичес­ком режиме установкой управляют с помощью тумблеров S3...S6.

Перемычку между зажимами / и 2 устанавливают, если воду используют в проточных охладителях молока. Если установка ра­ботает на резервуар-охладитель, то в разрыв между зажимами включают управляющие контакты от его системы управления.