Калоризатор являє собою теплообмінний апарат циліндричної форми з двома трубними ґратами, у які вальцьовані кип'ятильні трубки і дві циркуляційні труби. Міжтрубний простір калоризатора є паровою сорочкою, у яку через вентиль і термокомпресор подається пара, що гріє.
Одержуваний у процесі роботи калоризатора конденсат по трубопроводу безупинно відводиться в підігрівач, потім у конденсатор.
Калоризатор складається з корпуса, верхньої і нижньої кришки.
У процесі роботи калоризатора молоко переміщається в кип'ятильних трубках знизу нагору, а в циркуляційних трубках зверху вниз. У калоризаторі також розташовані патрубки подачі сировини на згущення, крани для взяття проби і випуску згущеного продукту.
Паровідокремлювач служить для відділення вторинної пари від часточок продукту. Являє собою циліндр із установленим на стійці парасолем-відбивачем. Трубопровід з'єднує верхню частину калоризатора з паровідокремлювачем, він приєднаний до паровідокремлювача під кутом, у результаті чого поступаюча сюди рідина і пара здобувають обертальний рух.
Рідина під дією відцентрової сили відкидається до стінки паровідокремлювача і по ній стікає вниз у кільцевий простір у периферії дна. Звідси готовий продукт відкачується насосом через кран або по трубі знову подається в калоризатор на згущення.
Підігрівачі по конструкції аналогічні трубчастим пастеризаторам. Продукт, що згущається, рухається по трубах, у міжтрубний простір подається вторинна пара або суміш його з гострою парою. Якщо один підігрівач не забезпечує нагрівання продукту до необхідної температури, то встановлюються декілька послідовно з'єднаних апаратів.
Конденсатор поверхневого типу виконаний у виді циліндричного корпусу з верхніми і нижніми кришками., що знімаються. У корпусі знаходяться трубки, кінці яких розвальцьовані у верхній і нижній трубних ґратах, а також патрубки для подачі вторинної пари з підігрівача або паровідокремлювача конденсату, підведення конденсату з калоризатора і нагрівачів, відводу повітря до вакуум-насоса, для підведення і відводу охолодженої води.
Для створення вакууму в системі з котельні через вентиль у пусковий ежектор подається пара, що працює тільки на початку для прискорення створення вакууму.
Рис. 2 - Однокорпусна вакуум-випарна установка:
1 - трьоходовий вентиль; 2 - приводний механізм насосів; 3, 4, 10 - вентилі на паропроводах; 5, 11 - манометри; 6 - вентиль; 7 - вакуометр; 8 - поверхневий конденсатор; 9 - вентиль на водяній трубі; 12 - пробовідбірник; 13, 14, 15 - крани; 16 - термометр; 17 - насос для відкачування конденсату; 18 - насос для відкачування згущеного продукту; 19 - верхня перегородка з вікном; 20 - сферичне днище калоризатора; 21 – циркуляційна труба; 22 - сполучний трубопровід; 23 - трубопровід для конденсату; 24 - підпірна шайба; 25 - нижня перегородка; 26 - патрубок подачі сировини; 27 - парасоль-відбивач; 28 - люк; 29 - оглядове вікно; 30 - освітлювач; 31 - повітряний краник; 32 - термокомпресор; 33 - трубопровід; 34 - пусковий ежектор; 35, 36 - двоступінчастий ежектор.
Випарна установка працює в такий спосіб. До початку згущення сировини в установку засмоктується вода. Циркулюючи в системі, вона обполіскує установку і дозволяє перевірити її герметичність.
Подачею пари на ежектори в системі створюють вакуум. При розрядженні близько 80 кПа починає засмоктуватися сировина. На конденсатор подають холодну воду, і в міру заповнення трубок калоризатора на 2/3 їхні висоти в парову сорочку подається пара.
У сталому режимі молоко послідовно надходить у перший і другий підігрівачі. У першому продукт нагрівається вторинною парою до 60…66оС, у другому – до 70…75оС. В міру утворення конденсату, його безупинно відкачують насосом. Якщо установка працює за принципом безперервного згущення, то готовий продукт відкачується в міру досягнення заданої концентрації.
Основним обладнанням для отримання сухих молочних продуктів є сушильні установки. Найбільш широко використовуються сушильні розпилювальні установки. Парк сушильного обладнання на підприємствах молочної промисловості для виробництва СОМ і ЗЦМ і сухої сироватки формується із сушильних установок RCM, RC і ВРА-4 (Чехословакія) продуктивністю по випарювальній волозі 500…1000 кг за годину; Niro Atomizer і Anhirdo (Данія) продуктивністю 1000…3500 кг за годину. В сушильний агрегат входить наступне обладнання: сушильна башта з повітряподавальним розподіляючим пристроєм, розпилювачем згущеного продукту, механізмів відвантаження, транспортування, повернення циклонної фракції в сушку, очищення повітря, калориферів, вентиляторів.
Основний вузол сушарки – розпилювач молока. Він складається з корпуса, рами, плити, насосної установки, маслопроводу, кожуха, підставки. Всередині корпуса встановлений вертикальний вал. На нижньому кінці валу змонтований розпилюючий диск з радіальними каналами прямокутної форми. На верхньому кінці валу змонтований шків. Вал приводиться в рух за допомогою електродвигуна і плоско пасової передачі. Для змащення розпилювача під час роботи призначається насосна станція з ємністю для масла, з маслопроводами.
Рис. 3 – Розпилювальна сушарка фірми «Ніро-Атомайзер»:
1-бак для згущеної сировини; 2-насос; 3-вентилятор; 4-повітрерозподільна голівка; 5 - розпилюючий пристрій; 6 - сушильна вежа; 7,8 - вентилятори; 9, 11 - циклони; 10 — бункер.для сухого порошку, 12 - труба для відсмоктування повітря з вежі; 13 - паровий калорифер
Дискові сушарки застосовуються на молочноконсервних заводах. На них можна сушити сировину з високою концентрацією сухих речовин. Для них характерна безперебійна і тривала робота.
Розпилювальна сушарка фірми «Ніро-Атомайзер» показана на рисунку З: згущена сировина з бака 1 насосом 2 подається на розпилюючий пристрій 5, диск якого приводиться в обертання від електродвигуна через мультиплікатор. Частота обертання диска 15000 об/хв. Знизу через повітрерозподілюючу голівку 4 надходить гаряче повітря. Від механічних домішок повітря очищується фільтром, потім вентилятором 3 нагнітається в калорифер. Гаряче повітря у верхній частині башти біля диска розпилюючого пристрою зустрічається з розпиленою рідиною, де відбувається швидке випарювання вологи. Сухий порошок падає в нижню частину сушильної вежі і за допомогою пневматичного транспортного пристрою виводиться в циклон 9, із якого надходить у бункер 10. Повітря, що виходить із циклона 9, може містити частинки порошку, тому вентилятором 8 його направляють у циклон 11 на очищення.
Для транспортування порошку з вежі в циклон 9 повітря забирається з цеху. Тому одночасно з транспортуванням він частково прохолоджує порошок. По трубі 12 повітря, що відпрацювало, разом із частинками порошку надходить у циклон 11 і вентилятором 7 викидається в атмосферу. Порошок із циклона 11 надходить на пневмотранспорт. Молоко в дискових сушарках розпорошується завдяки величезній швидкості обертання дисків.
Рис. 4 – Розпилювальні диски:
а — з похилими каналами до осі обертання; б - з радіально-розпилюючими каналами; в — з уставними соплами; г – із спіральними каналами; 1- порожнина для продукту; 2 – канал.В сушильному пристрої комбінованого типу фірми «Ніро-Атомайзер» (Данія) (рис. 5) згущене сироватка насосом подається в дисковий розпилювач 5, прямотечійно з ним подається нагріте повітря. Молочний порошок на виході із башти з вологістю 6-8 % надходить в інстантайзер 9, що являє собою розділену на три секції вібраційну конвективну сушарку. В перших двох секціях молоко досушується і агломерується, в третій охолоджується потоком повітря. Температура повітря на виході з сушарки на 10…15 °С нижча, ніж, в звичайних сушарках.
Рис. 5Схема сушильного пристрою комбінованого типу фірми
1 – насос; 2 — фільтр; 3 — калорифер; 4 — повітророзподілю-вач; 5 — дисковий розпилювач; 6 — сушильна башта; 7 — патрубок; 8 — вібролоток; 9 — інстантайзер; 10 — калорифери гарячого повітря; 11 — повітроохолоджувач; 12 — головний циклон;13 — допоміжний циклон; 14 розвантажувальний циклон;15— аерозольтранспортна лінія.
Фільтри та фільтруючі пристрої.
Основним робочим органом будь-якого фільтра є фільтруюча перегородка. Остання може бути одинарною з різних тканин - бязь, лавсан, нейлон і спеціальний капрон, керамічні і металеві матеріали - або складатися з двох шарів - один шар тканини й інший шар осаду з ущільнених зважених часток. Ущільнений шар, або осад, що утвориться в більшості випадків при фільтруванні полідисперсних суспензій, частки суспензій яких тіксотропні, є основним робочим органом фільтра. У процесі фільтрування товщина шару осаду і його гідравлічний опір збільшуються. Виходячи з цього, процес фільтрування ведуть двома способами: при постійному тиску фільтруючого середовища, що надходить на процес (при цьому зменшується швидкість фільтрування); при постійній швидкості фільтрування і перемінному зростаючому тиску.
Існують різні конструкції фільтрів, що працюють періодично і безупинно. У харчовій промисловості використовуються в основному фільтри періодичної дії. Найбільш розповсюджений у харчовій промисловості фільтр-прес, що використовується для остаточного очищення при виробництві прояснених соків.
Фільтр-прес (рис. 6) призначений для остаточного очищення соків і складається зі станини, на якій змонтовані задня завзята плита 5, передня натискна плита 9 і плити 6, 8, встановлених на двох горизонтальних стрижнях 7.
Насос 2, що нагнітає суспензію в канал 4, приводиться в рух електродвигуном 3. Натискна плита 9 переміщається гвинтом 10 за допомогою маховика 11. Ущільнення плит 8 виробляється гвинтом 10 за допомогою важеля 12 або механічним приводом. Зібрані в пакет плити з розміщеними між ними фільтруючими пластинами щільно стискуються. При цьому фільтруючі пластини поділяють зазор між двома плитами на дві частин, що досягається завдяки ребристій поверхні 1 літ. Тому розрізняють парні облікові відсіки. Якщо вихідна суспензія надходить у парний відсік, висвітлений сік буде виходити з непарного відсіку