Гідродинамічна установка кавітаційного пастеризатора молока

Корисна модель відноситься до обладнання молочної промисловості, зокрема до пристроїв первинної обробки молока і може бути використаний в мініцехах та фермерських господарствах. Пастеризація молока - теплова обробка молока до 63....90°С з метою знищення хвороботворних мікроорганізмів, які можуть попасти в молоко, а також для підвищення його стійкості при зберіганні. При пастерізації без зміни вкусу, запаху та консистенції молока гинуть бруцельозні, туберкульозні та інші хвороботворні мікроорганізми. Відома установка автоматичної дії для пастеризації молока - представляє собою пластинчастий теплообмінник [1] з теплообмінними секціями пастеризації, регенерації та охолодження (росольне чи льодяною водою). Вода, що подається насосом в секцію пастеризації, підігрівається в бойлері паром і поступає в інжектор. Витрата пара становить 26кг/год,. Пластинчасту пастеризаційну установку використовують як для пастеризації так і для охолодження молока. Установка випускається із продуктивністю від 1000 до 5000л/год. Основними недоліками такої установки являються великі габаритні розміри та матеріаломісткість, висока енергомісткість. Тому такі установки для пастеризації молока не пригодні для міні цехів та фермерських господарств в умовах агровиробництва. Ближнім аналогом являється установка для пастеризації молока [2], яка складається з внутрішньої робочої ванни, мішалки, електродвигуна, черв'ячного редуктора, кільцевої оправи, термометра для контролю температури молока. Недоліками вказаної установки являються її низька продуктивність, великі енергозатрати, низька ефективність технологічного процесу. Головним недоліком сучасних апаратів є те, що при пастеризації в них не здійснюється кавітаційна обробка молока. Відомо, що у складі молока 87,5% води та 12,5% сухи х речовин, з яких 3,8% молочного жиру, 3,3% білків, 4,7 % молочного цукру, 0,7% мінеральних речовин. В молоці жир розподілений у вигляді жирових кульок зі складною білковою оболонкою, у вигляді емульсії. Розмір жирових кульок коливається від 1 до 5мкм, причому кількість жирових кульок, які мають розмір більше 2мкм, складає більше 50% і залежить від породи та індивідуальних особливостей корови. Поживна цінність молока в значній мірі визначається розмірами часток жиру в молоці. Подрібнення жирових кульок молока до менших ніж в первинному продукті розмірів майже на третину підвищує цінність молока, при цьому проходить більш ефективне знищення різних бактерій і вірусів. Мета винаходу - обґрунтувати та розробити енергозберігаючий гідродинамічний пастеризатор, який через кавітаційну обробку молока забезпечує в ньому повне знищення бактерій і вірусів всіх форм та підвищує харчову цінність молока. В основу пастеризатора молока з одночасною кавітаційною обробкою покладено гідродинамічний випромінювач, який перетворює енергію турбулентного затопленого струменя рідини в теплову енергію, нагріваючи молоко. Найбільш доцільним є механізм гідродинамічного випромінювання за рахунок пульсації кавітаційної області, яка утворюється між соплом і перешкодою. Основні елементи такого випромінювача - це конусно-циліндричне сопло, першкоджувач-відбивач та резонансна коливальна система у вигляді стержнів, розташованих повздовж утворюючих пазів. Відбиваючі поверхні можуть бути вип уклими, плоскими та ввігнутими. Кращим в енергетичному відношенні являється ввігнутий відбивач у ви гляді лунки, який забезпечує утворення кавітаційної області. Гідродинамічний випромінювач працює під тиском молока, що створюється насосною станцією. Насосна станція складається з серійного насосу, електродвигуна, контрольно-вимірювальної апаратури. Вона вмонтована в конструкцію пастеризатора у вигляді блочно-модульної системи та може бути уніфікованою. На Фіг. представлена загальна схема пропонованої гідродинамічної установки кавітаційного пастеризатора молока. Установка має привідний електродвигун 1, муфту 2, яка з'єднує насос 3, нагнітаючу магістраль 4, кавітатор 5, крани 6,8,9,10,11,12,13,19, які призначені для регулювання процесу, манометри 7,20, сітку-гасника 14, вспінюватель 15, рівень 16, ємність 17, термометр 18, всмоктуючу магістраль 21. Гідродинамічна установка кавітаційного пастеризатора молока працює в дво х режимах: накопичення молока в ємність установки та безпосередньо пастеризація молока. В режимі накопичення молока в ємність установка працює таким чином. При вмиканні приводного електродвигуна 1 через муфту 2 починає працювати насос 3 і всмоктує молоко із зовнішнього джерела в магістраль (а) до відкритого крану 10, яке попадає в всмоктувальну магістраль насоса 3, при цьому крани 19,11 повинні бути відкритими, а крани — 6,8,9,12,13 закриті. Після заповнення ємності кран 10 закривається. Краном 19 регулюється режим наповнення молока до заданого рівня ємності установки. Робочий тиск контролюється манометром 7. В режимі пастеризації при вмиканні приводного електродвигуна 1 через муфту 2 починає працювати насос 3 і всмоктує молоко із ємності 17 по магістралі 21 в всмоктувальну магістраль насоса 3, при цьому крани 10,12,13 повинні бути закритими, а крани - 9,8,6,11,19 - відкритими. Краном 19 регулюється попередній робочий тиск нагнітаючої магістралі 4, який контролюється манометром 7. Молоко під тиском проходить по нагнітаючій магістралі 4 і попадає в кавітатор 5, де проходить нагрівання молока. Паралельно по магістралі 4 молоко попадає в вспінюватель 15. Краном 6 регулюється тиск для подачі молока на вспінюватель, а краном 8 - робочий тиск в кавітаторі. Молоко, яке пройшло по магістралі через кавітатор та паралельно через вспінюватель, попадає в ємність, де гаситься сіткою. Цей режим повторюється декілька раз для нагрівання молока до певної температури, яка контролюється термометром 18. Пастеризоване молоко через кран 12 і магістраль (в) подається в тару готової продукції. Запропонована установка для кавітації молока забезпечує ефективну спрощену те хнологію кавітації молока, зниження витрат енергії в декілька раз, зменшення металоємкості та збільшення продуктивності устатк ування і дозволяє підвищити якість та харчову цінність пастеризованого молока в умовах мініцехів та фермерських господарств. Джерела інформації 1. Бабкин В.П. Ме ханизация доения коров и первичной обработки молока. - М.: Агропромиздат, 1986. 2. Краснокутский Ю.В. Ме ханизация первичной обработки молока. -М.: Агропромиздат, 1988.