Способ производства сухого молока и установка для его осуществления

 

Использование: в молочной промышленности при производстве сухого молока. Сущность изобретения: молоко пастеризуют при температуре 75-85°С в течение 0,3- 2,0 часа, сгущают в два этапа: на первом до содержания сухих веществ 36-40%, а на втором до 42-48%, смешивая молоко, полученное на первом .этапе с отработанным при сушке воздухом, распылительную сушку ведут до 8-10% сухих веществ, далее сухое молоко охлаждают, снижая в нем влагу так, чтобы конечная влажность при досушивании в процессе пневмотранспортирования составила 3-7%. Для реализации, способа установка содержит пастеризатор исходного молока, скруббер с патрубком для подвода молока, вакуум-аппарат, рекуператор , распылительную сушилку с насосом подачи, сгущенного молока, паровым калорифером, системой пневмотранспортирования сухого молока, трубопроводами для молока, воды, конденсата, воздуховодами . Кроме этого; установка снабжена дополнительным скруббером, сообщенным с основным воздушным трубопроводом. Причем дополнительный скруббер с одной стороны соединен системой трубопроводов с вакуумаппаратом, а с другой - насосом подачи сгущенного молока на распылительную сушилку. Сушилка снабжена рекуперационным теплообменником, подключенным к системе пневмотранспортирования сухого молока и состоящим из трех секций, соответственно связанных с основным скруббером , с рекуператором и трубопроводом конденсата парового калорифера. Возможно выполнение скрубберов так, что основной и дополнительный были бы размещены в одном корпусе один над другим, причем основной скруббер отделен от дополнительного коническим днищем с отбортовкой и. выходным патрубком, служащим для сбора и отвода исходного молока, а дополнительный скруббер снабжен емкостью для сбора сгущенного молока и насосом для его циркуляции . 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил. 4Ь 4 СА О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s А 23 С 9/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (у цдс щ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4870541/13 (22) 20,10,90 (46) 15,02.93. Бюл. N. 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт молочной промышленности (72) А,И.Бурыкин, В.В,Волынкин и А.М,Ветров (56) Липатов Н,Н., Харитонов B.Ä. Сухое молоко, — Легкая и пищевая промышленности, М.; 1981, 19 — 20.

Бурыкин А.И., Волынкин В.В., Ветров

А.М., Стриго А.С. и Почепский Е,М, Промышленное оборудование для сокращения потерь сухого молока, — Молочная промышленность N 6, 1986, с.11 — 14. (54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУХОГО

МОЛОКА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в молочной промышленности при производстве сухого молока.

Сущность изобретения: молоко пастеризуют при температуре 75 — 85 С в течение 0,3—

2,0 часа, сгущают в два этапа: на первом до содержания сухих веществ 36-40%, а на втором до 42 — 48%, смешивая молоко, полученное на первом этапе с отработанным при сушке воздухом, распылительную сушку ведут до 8 — 10% сухих веществ, далее сухое молоко охлаждают, снижая в нем влагу тэк, чтобы конечная влажность при досушивэнии в процессе пневмотранспорИзобретение относится к молочной промышленности, касается получения сухого молока и может найти применение на предприятиях с ограничеными мощностями холодильных компрессорных установок, в

„„5U 1794436 А1 тирования составила 3 — 7%. Для реализации. способа установка содержит пастеризатор исходного молока, скруббер с патрубком для подвода молока, вакуум-аппарат, рекуператор, распылительную сушилку с насосом подачи, сгущенного молока, паровым калорифером, системой пневмотранспортирования сухого молока, трубопроводами для молока, воды, конденсата, воздуховодами, Кроме этого, установка снабжена дополнительным скруббером, сообщенным с основным воздушным трубопроводом, Причем дополнительный скруббер с одной сгороны соединен системой трубопроводов с вакуумаппаратом, а с другой — насосом подачи сгущенного молока на распылительную сушилку. Сушилка снабжена рекуперацион- Б ным теплообменником, подключенным к системе пневмотранспортирования сухого молока и состоящим из трех секций, соответственно связанных с основным скруббером, с рекуператором и трубопроводом конденсата парового калорифера. Возможно выполнение скрубберов так, что основ- д ной и дополнительный были бы размещены в одном корпусе один над другим, причем основной скруббер отделен от дополнительного коническим днищем с отбортовкой и + выходным патрубком, служащим для сбора Ф и отвода исходного молока, а дополнитель- 6Э ный скруббер снабжен емкостью для сбора (, с сгущенного молока и насосом для его циркуляции. 2 с. и 1 з,п.ф-лы, 2 ил. связи с чем на них не представляется возможным обеспечить постоянное охлаждение молока во время.его хранения.

Известно постоянное охлаждение молока во время хранения на тех предприятиях, 1794436 которые оснащены достаточными мощностями холодильных компрессорных установок, приводит к значительным затратам энергии, Известен способ производства сухого молока, предусматривающий очистку молока, охлаждение, хранение, нормализацию, пастеризацию, сгущение, сушку и устройство для осуществления способа, в состав которых входят сепаратор, охладитель, "0 подогреватель, пастеризационная установка, вакуум-выпарная установка и сушилка с набором необходимого оборудования и устройство для очистки отработанного воздуха. Этот способ и устройство обеспечивают получение сухого молока по классической технологии, предусматривающие резервирование молока в охлажденном виде, для чего требуются значительные энергозатраты. К тому же в них не предусмотрено ис- 20 пользование теплоты отработанных теплоносителей.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ производства сухого молока, предусматривающий пастеризацию исходного молока при 75 — 85 С, сгущение до содержания сухих веществ 4248%, распылительную сушку с пневмотранспортированием сухого молока и З0 досушиванием его при этом и охлаждение, а также известная установка для осуществления этого способа, последняя содержит пастеризатор исходного молока, скруббер с патрубками для подвода исходного молока, 35 вакуум-аппарат, рекуператор, распылительную сушилку с насосом подачи сгущенного молока и паровым калорифером, системой и невмотранспортирования сухого молока, трубопроводом для молока, воды, конденса- 40 та и воздуховодами.

Однако для работы по этому способу также требуются достаточно большие энергозатраты, так как в нем не предусмотрено полное использование относительно. высо- 45 кого потенциала отработанных теплоносителей.

Опыт работы сушильного оборудования на предприятиях отрасли позволяет сделать вывод, что основными составляющими по- 50 терь теплоты на сушильных установках являются не полностью отработанный в калорифере пар и воздух, который после сушки выбрасывается в атмосферу, Последний имеет температуру 75 — 90 С и содержит 55 испаренную из молока влагу (1 м отработанного воздуха содержит до 50 г водного пара, энергия отработанного воздуха составляет 140-180 кДж/кг). Общий энергетический потенциал отработанного воздуха равен 5,5 + 5,7 10 кДж/ч (для сушилок производительностью 1000 кг испаренной влаги в 1 ч), Этот запас теплоты практически равен начальному энергосодержанию воздуха, поступающего на сушку при температуре

170 — 185 С.

Эффективное использование этой энергии в технологических процессах — важное условие сокращения расхода пара и, как следствие — топлива.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на производство сухого молока, а также увеличение производительности оборудования.

Для достижения этой цели в способе производства сухого молока, предусматривающем пастеризацию при температуре

75-85 С, сгущение до содержания сухих веществ 42-48, распылительную сушку молока с последующим досушиванием в процессе пневмотранспортировки и охлаждением, согласно изобретению молоко выдерживают при температуре пастеризации

0,3 — 2,0 часа, сгущение осуществляют в два этапа: первый до Зб — 40/ сухих веществ, а второй — до окончательного содержания сухих веществ путем смешивания молока, полученного на первом этапе, с отработанным при сушке воздухом, при этом распылительную сушку ведут до содержания влаги в сухом молоке 8 — 10, а перед досушиванием молока последнее охлаждают, снижая в нем влагу так, чтобы конечная влажность при досушивании составила 3 — 7, Кроме того, в установке для производства сухого молока, содержащей пастеризатор исходного молока, скруббер с патрубком для подвода молока, вакуум-аппарат, рекуператор, распылительную сушилку с насосом подачи сгущенного молока, паровым калорифером, системой пневмотранспортирования сухого молока, трубопроводами для молока, воды, конденсата, воздуховода, согласно изобретению установка имеет дополнительный скруббер, сообщенный с основным воздушным трубопроводом, причем с одной стороны этот скруббер соединен системой трубопроводов с вакуум-аппаратом, а с другой — насосом подачи сгущенного молока на распылительную сушилку, причем последняя снабжена рекуперационным теплообменником, подключенным к системе пневмотранспортирования сухого молока и состоящим из трех секций, соответственно связанных с основным скруббером, с рекуператором и трубопроводом конденсата парового калорифера. При этом основной и дополнительный скрубберы могут быть размещены в одном корпусе один над другим, основной скруббер отделен от дополнитель1794436 ного коническим днищем с отбортовкой и выходным патрубком, служащим для сбора и отвода исходного молока, а дополнительный скруббер снабжен емкостью для сбора сгущенного молока и насосом для его рециркуля ции.

На фиг,1 схематично изображена предлагаемая установка; на фиг.2 — один из вариантов расположения скрубберов

10 установки.

Предлагаемый способ заключается в следующем.

Исходное молоко после очистки и нормализации пастеризуют путем нагрева до

75 — 85 С и последующей выдержки от 0,3 до

15 ных труб, что приводит к ухудшению теплообмена, сокращению времени работы установки и увеличению длительности мойки вакуум-выпарного аппарата, Так, при сгущении молока до 42 сухих веществ время работы установки составляет 15 ч., после чего в результате образования пригара на теплообменной поверхности, эффективность теплообмена снижается, а продолжительность мойки в этом случае составляет около 3 ч, при сгущении молока до 48 сухих веществ — время работы установки 12, а длительность мойки — 3 ч и более, При работе по описываемому способу молоко сгущают в две стадии. На первой из

2,0 ч. Длительность выдержки устанавливается в зависимости от количества молока, необходимого для переработки, а также для обеспечения процесса пастеризации.

Затем это молоко смешивают с отрабо- 20 танным в сушилке воздухом температурой

65 — 85 С, содержащим мелкие частицы сухого молока. При этом температура воздуха понижается до 53 — 57 С, а температура молока — до 40 — 44 С. 3а счет уменьшения тем- 25 пературы из молока испаряется влага (на испарение которой раньше потребовался бы расход пара в вакуум-аппарате), После этого от молока отделяется пена, которая возвращается (рециркулирует) для смеши- 30 вания с отработанным воздухом.

Далее молоко, от которого отделена пена, используется для нагрева воздуха, поступающего в пневмотрассу (от температуры 20 С до 30 С), за счетчего температура 35 молока понижается до 25 — 30 С.

После охлаждения молока до температуры 25-30 С оно поступает на подогрев в вакуум-выпарную установку, где повторно пастеризуется. 40

Ластеризованное молоко обычно сгущают в вакуум-выпарных установках по известной технологии до 42-48 сухих веществ. Однако при этом возможно образование пригара на поверхности кипятиль- 45 них процесс ведут в вакуум-аппарате до массовой доли сухих веществ 36 — 40 . При такой концентрации сухих веществ образование пригара незначительно, время непрерывной работы вакуум-выпарной установки увеличивается до 20 ч и более, а время мойки вакуум-аппарата сокращается до 1,5 часа.

На второй стадии сгущенное молоко температурой 50 — 60 С и концентрацией сухих веществ 36 — 40 смешивают с отработанным воздухом сушилки. При этом происходит выпаривание влаги из молока и поглощение частиц сухого молока из отработанного воздуха сушилки. Таким образом при смешивании сгущенного молока с отработанным воздухом сушилки происходит сгущение молока (т.е. вторая стадия) до необходимых по технологии 42 — 48 сухих веществ. Если на первой стадии сгущения процесс вести до содержания сухих веществ в молоке менее 360, то при досгущении молока на второй стадии, осуществляемом путем смешивания этого молока с отрабо- танным воздухом, количество частиц сухого молока, содержащихся в нем, а также его температура и влажность будут недостаточными для получения сгущенного молока с массовой долей сухих веществ 42-48 (что необходимо для дальнейшего процесса .сушки молока). Предусмотренные описываемым способом параметры пастеризации (температура 75 — 85 С и выдержка от 0,3 до

2,0 ч,) обеспечивают подавление в молоке нежелательных микроорганизмов.

Что же касается сушки молока на первом этапе до 8,0 — 10,0 влаги и досушки на втором этапе воздухом пневмотрассы до стандартного значения влажности, то при сушке на первом этапе до содержания сухих веществ менее 8,0, будет иметь место по- вышение энергозатрат и приближение их к значениям при работе по известной технологии. Если же повысить влажность сухого молока более 10%, то это приведет к затруднению процесса выгрузки молока из сушилки и к налипанию сухого молока на ее днище, Для увеличения эффективности использования теплоты, полученной в процессе сушки молока, воздух выходящий их сушилки и прошедший очистку исходным молоком, температурой 53-57 С и относительной влажности 85 — 90 направляется для подогрев воды в теплообменник-рекуператор. При этом температура воздуха снижается до 35 — 40 С, а температура воды повышается от 25 — 30 С до 50 С.

Последнюю направляют в теплообменный аппарат, где она отдает теплоту возду1794436

25

35

55 ху. При этом температура воздуха повышается от 20 до 40"С. Затем воздух подается s калорифер для дальнейшего нагрева паром до температуры сушки (180 С).

Досушку молока воздухом пневмотрас.сы осуществляют путем ступенчатого нагрева последнего в начале от 20 до 30 С, затем от30до50 С, послечегоот50до80 С.Для этого воздух в рекуперационном теплообменнике последовательно нагревается молоком, идущим в вакуум-аппарат, водой из теплообменника-рекуператора и конденсатом, поступающим из парового калорифера.

Предлагаемая установка (см.фиг.1) состоит иэ емкости 1 для резервирования пастеризованного молока, насоса 2, скубберов 3 (основного) и 4 (дополнительного), бака 5, рекуператора 6 и насоса 7 для орошения (мойки) рекуператора через систему форсунок 8, и трубы 9 для удаления в атмос. феру отработанного воздуха, насоса 10, фильтра 11, пеноотделителя 12, секций 13 и

14 теплообменника для подогрева воздуха за счет использования теплоты воды из рекуператора и конденсата, нагнетательного вентилятора 15, парового калорифера 16, сушилки 17 с циклонами 18, вытяжным вентилятором 19 и циклоном-разгрузителем 20, вентилятора 21 и системой пневмотранспортирования 22 с рекуперационным теплообменником, состоящим из секций 23, 24, 25; подключенных к основному скрубберу 3, рекуператору 6 и к трубопроводу конденсата парового калорифера 16, бака балансера

26 и насоса 27.

Вакуум-выпарная установка состоит из трех 28, 29 и 30 низкотемпературных теплообменников, высокотемпературного теплообменника 31, инжектора 32, первого 33 и второго 34 калориферов, первого и второго

35 и 36 пароотделителей, насосов 37 и 38, двух конденсаторов 39 и 40, промежуточного бака 41 и насоса 42.

Дополнительный скруббер 4 подключен воздушным трубопроводом 43 к основному скрубберу 3, причем он с одной стороны сообщен системой трубопроводов 44 с вакуум-аппаратом, а с другой — насосом 45 подачи сгущенного молока на распылительную сушилку 17.

Установленные под сушилкой система пневмотранспортирования 22, секции 23, 24. 25 рекуперационного теплообменника и вентилятора 21 образуют. узел досушки молока.

Дополнительный скруббер 4 может быть выполнен как в отдельном от основного скруббера 3 корпусе (см, фиг,1), так и в одном с ним корпусе (см. фиг.2), В последнем случае они разделены между собой коническим днищем 46 с отбортовкой и выходным патрубком 47 для сбора и отвода исходного молока, а дополнительный скруббер 4 снабжен емкостью 48 для сбора сгущенного молока и насосом 49 для его рециркуляции.

Допускается подключение дополнительного скруббера параллельно основному (см. фиг.1), а также последовательно (см. фиг.2).

Описываемая установка работает следующим образом.

Очищенное и нормализованное молоко пастеризуют (пастеризатор на рисунках не изображен), нагревая его до 75-85 С, и направляют в емкость 1 для выдержки. Последняя длится от 0,3 до 2.0 ч. Во время выдержки происходит подавление нежелательной микрофлары.

Затем это молоко с помощью насоса 2 направляют в основной скруббер 3, где оно контактирует с отработанным в сушилке 17 воздухом температурой 65 — 85 С, в котором содержатся частицы сухого молока. B результате температура воздуха и молока уменьшается соответственно до 53-57 С и

40 — 44 С. При этом из молока испаряется влага в количестве 200 — 300 кг/ч (из 5 т молока). Отработанный воздух поступает в рекуператор 6, а из него через трубку 9 удаляется в атмосферу. Выходящее из скруббера 3 молоко проходит фильтр 11 и пеноотделитель 12. Отделяемая от молока пена возвращается в скруббер 3 и смешивается с отработанным воздухом

Далее молоко без пены проходит через теплообменную секцию 23, нагревая поступающий в пневмотрассу воздух от 20 до

40 30ОС.

При этом температура молока продолжает снижаться и достигает 25-30 С.

После этого накапливается в баке-балансере и из него подается насосом 27 в низкотемпературные теплообменники 28, 29, 30, после чего поступает в высокотемпературный теплообменник 31, где молоко пастеризуется (при 90-105 С), а затем сгущается до 36 — 40 сухих веществ.

Полученное на первой стадии сгущенное молоко температурой 60 С и 36 — 40, сухих веществ насосом 37 откачивается из выпарной установки на орошение дополнительного скруббера 4, где молоко, смешиваясь с отработанным воздухом сушилки, досгущается на И стадии до 42-48 сухих веществ и насосом 45 подается в промежуточный бак 41, откуда насосом 42 с регулируемой подачей подается в сушильную

1794436

10 баню 17, где высушивается а атмосфере горячего воздуха (180 С), В процессе сушки основная масса сухого молока с влажностью 8 — 10% отделяется от воздуха и по конической части сушилки осыпается в систему пневмотранспортирования. В последнюю подается воздух температурой 70 — 80 С, последовательно нагреваемой в теплообменных секциях 23, 24 и 25 (молоком, горячей водой из рекуператора, конденсатом).

При движении по системе пневмотранспортирования в сухом молоке содержание влаги уменьшается до 3-7%, после чего сухое молоко отделяется от воздуха в циклоне

21, а воздух вентилятором 20 направляется на дополнительную очистку в циклон 18.

Перед циклоном 18 отработанный в пневмотрассе воздух смешивается с воздухом, отработанным в сушилке, что снижает влажность последнего и препятствует кон. денсации водяного пара на стенках циклона

18, т,е. тем самым предупреждается забивание цтклона и ликвидируется повышеннь е потери сухого молока.

Воздух, очищенный в циклоне 18, подается в скруббер 4, где распыляется сгущенное молоко, температурой 60 С и содержанием сухих веществ 39-40%, а затем в скруббер 3, где s него распыляется исходное молоко, имеющее температуру

80 С

Повышение температуры молока, подаваемого в скруббер, способствует увеличению испарительной способности скрубберов, что видно по формуле: где W — количество испаренной влаги в скруббере, кг/ч;

Q — количество теплоты, аккумулированное в отработанном воздухе (ккал/ч), Q = GCB (tH* — tK*)

G — количество воздуха, кг/ч;

С, — теплоемкость воздуха, ккал/кг град;

t * — температура воздуха на входе в скруббер, С; тк* — температура воздуха на выходе из скруббера, С; ! — скрытая теплота парообразования при заданном давлении (в скруббере), ккал/кг;

С вЂ” теплоемкость молока, ккал/кг град;

10 личение является важнейшим условием

20 распылительной сушилке 17 и содержащего частицы сухого молока в количестве

200 мгlм .

50 Общее количество отработанного воздуха на выходе из сушилки 17 составляет

50000 м /ч. Этот воздух разделяется на два з разных потока по 25000 м /ч каждый. Один з из них попадает в основной скруббер 3, а

35 т, и тк — температура молока на входе в скруббер и выходе из него в С.

Из данного уравнения следует, что чем выше величина тем меньше численное значение имеет выражение l-См(1н и тк), в связи с чем величина W будет возрастать.

При прочих равных условиях (высокая эффективность очистки воздуха, малое гидравлическое сопротивление скруббера) увеэффективности эксплуатации скруббера как технического средства, обеспечивающего увеличение переработки сырья за счет вторичных энергоресурсов (в данном случае за счет энергии отработанного воздуха).

Воздух, выходящий из скруббера температурой 52-55 С и имеющий влажность 85—

90%, проходит рекуператор 6, где отдает часть своей энергии промежуточному теплоносителю (воде, нагревая его от 16-35 С до температуры 50 — 53 С.

Для рекуператора применяется вода, не смешиваемая с водой градирни. После рекуператора вода используется как теплоноситель для предварительного подогрева воздуха, используемого в сушилке и в пневмотрассе.

После охлаждения воздухом до 25-30 С вода вновь нагревается в калорифере и подается на химводоочистку, Работа установки и осуществления способа поизводства сухого молока поясняется примерами.

Пример 1. На выработку после сепарирования направляют 10000 кг/ч обезжиренного молока, имеющего концентрацию

8,5% сухих веществ, температурой 52 С.

Затем молоко пастеризуют, нагревая до

80 С, и без охлаждения резервируют в емкость 1. После наполнения 30 т молока (длительность выдержки 1,5 ч) начинают его переработку (пастеризатор на рисунке неизображен).

Пастеризованное молоко температурой

80 С распыляют в скруббере 3 в поток воздуха температурой 80 С, отработанного в другой — в дополнительный 4. В скруббере 3 распыляется исходное молоко.

B процессе контакта горячего молока и воздуха из молока испаряется вода. При этом температура воздуха снижается с 80 С до 55 С, а температура молока уменьшается

1794436

12 с 80 С до 42 С, Количество испаренной влаги в этом случае составляет: (W скр)

25000 х 0,24 80 — 55

596 — 0.96 (80 — 42 )

= 268,1 кг/ч

Указанное количество влаги из молока испарено за счет использования вторичных энергоресурсов (ВЭР) без дополнительной затраты топлива.

При этом из воздуха в молоко переходит

4,95 кг/ч сухого молока.

За счет испарения воды и улавливания частиц сухого молока в скруббере 3 концентрация сухих веществ в молоке увеличивается до 8,785 u его количество составит

9732 кг/ч.

После предварительного испарения влаги из обезжиренного молока его охлаждают до 33 С атмосферным воздухом в теплообменной секции 23 (8000 м /ч), который в процессе теплообмена нагревается от 15 до 30 С. При этом количество теплоты, принятое воздухом (Gs), составит (при условии теплообмена через стенку);

Gs = 8000 . 0,24 (30-15) = 28800 ккал/ч

Это количество теплоты также получено за счет использования ВЭР.

Затем воздух нагревается до 40 С е*геплобменной секции 24 горячей водой, поступающей из рекуператора 6. При этом количестве теплоты, принятое воздухом (Gs ) составит(при условии теплообмена через стенку):

Gs = 8000 0,24(40-30) = 19200 ккал/ч

Далее воздух до 60 С нагревается в секции 25 отработанным конденсатом (3200 кг/ч) пара главного калорифера 16, при этом температура конденсата снижается от120 Сдо 102 С.

Количество теплоты (Gs ), принятое воздухом, составит (при условии теплообмена через стенку):

Gs =800 0,24 (60-40) = 38400 ккал/ч

Эта теплота получена также за счет

ВЭР.

Пройдя теплообменную секцию 23, молоко в количестве 9732 поступает в вакуумаппарат на сгущение. Концентрация сгущенного молока составляет 40% сухих веществ. Количество испаренной влаги составит (Ив/an.) составит:

Ws/ап.

= 9732 = 7596 кг/ч.

5 где GM — количество молока (кг/ч);

Х вЂ” содержание сухих веществ в сгущенном молоке, %; ф — содержание сухих веществ в исход10 ном молоке.

Сгущенное молоко, имеющее температуру 47 С, распыляют в дополнительном скруббере в другой поток отработанного продукта (25000 м ч при температуру 80 С

15 с содержанием 5 кг/ч сухого молока).

В процессе контакта сгущенного молока (его количество составляет 9732 — 7596 =

= 2136 кг/ч) и воздуха в скруббере 4 их параметры следующим образом:

20 — температура молока понизится до

42 С, а температура воздуха до 55 С; — количество испаренной влаги из молока составляет:

596 — 0,98 (47 — 42 )

= 254 кг/ч

):

30 — после чего количество сгущенного молока составит (с учетом улавливания 5 кг/ч сухого молока):

= 2136 254+5 = 188,0 кг/ч

35 — концентрация этого молока составляет 46,37%.

Таким образом за счет вторичных энергоресурсов концентрация сгущенного моло40 ка доувеличивается до 46,37%, т.е. повышается на 6,37 по сравнению с молоком, выходящим из вакуум-выпарного аппарата, Очищенный при контакте со сгущенным

45 молоком воздух может подвергаться повторной очистке, для чего смешивается с исходным горячим молоком в основном скруббере 3.

Сгущенное молоко концентрацией

50 46,37 подается в распылительную сушилку 17, где высушивается в потоке водуха, имеющего начальную температуру 170ОС.

Влажность сухого молока на выходе из сушилки составляет 8%.

55 Коли .ество полученного сухого молока составит 920,8 кг/ч. Его досушивание до стандартной влажности производится на пневмотрассе 22 при температуре воздуха

50 С и его расхода 8000 м /ч. Количество

1794436 14 влаги, испаряемой из сухого молока, составляет 10,2 кг/ч, при этом температура воздуха снижается до 40 С. Количество теплоты

Опм, отданное воздухом, составляет

Q = 8000 0,24 (50-40) = 19200 ккал/ч, 5

Для испарения из сухого молока влаги (10,2 кг) и доведения продукта до стандартной влажности потребуется 10,2 596 ° 2,5 =

1598 ккал/ч (596 ккал/кг — открытая теплота парообразования; 2,5 — коэффициент запа- 10 са, учитывающий затраты энергии на прогрев материала).

В общем итоге сокращение энергозатрат составляет;

Для выпаривания из исходного молока 15

268,1 кг/ч влаги в вакуум-аппарате потребовалось бы 268,1 0,28 = 75,1 кг/ч пара.

При 5000 часах работы в год общий расход пара будет равен 75,1 5000 =

= 375 340.кг/год (375,34 т/год).. 20

Для получения 1 т пара требуется 80 кг условного топлива. Экономия условного топлива в этом случае составит: 375,34 х 80 =

= 30027 кг/год (30 т в год).

Для выпаривания влаги в количестве 25

254 кг/ч из сгущенного молока. В сушилке потребовалось бы 254 х 3,316 = 842,3 кг пара/час, При 5000 часах работы в год расход пара составит: 842,3 х 5000 = 4211399 кг/год х 30 х(4211,4 т/год).

При расходе мазута 80 кг на 1 т пара получим: 4211,4 х 80 = 336912 кг/год (337 т/год).

Для испарения влаги из сухого молока 35 (10,2 кг в час) потребуется пара:

10,2 х 3,316 = 33,82 кг пара/час

33,82 х 5000 = 169116 кг пара /год (169,1 т/год)

Расход топлива (80 кг/т пара) составит:

169.1 х 80 =. 13528 кг/год (13,5 т топли- 40 ва/год).

Таким образом суммарная экономия расхода условного топлива составит

30+ 337+ 13,5 = 380,5 т/год 45

За счет сокращения продолжительности мойки вакуум-аппарата на 1,2 ч/сутки экономия составит: — сокращение непроизводительных за- 50 трат пара:

1,2 х 2,127 300 = 765,72 т/год (2,127 кг/ч — расход пара на работу вакуум-аппарата: 300 — число рабочих дней в году); 55 — экономия условного топлива;

765,72 х 80 = 61257,6 кг/год (61,26 т/год)

3а счет этого суммарное сокращение расхода топлива достигнет

380,5+ 61,26 = 441,76 тонны в год.

Такая зкономия топлива составляет

20.73 от общего его расхода на процессы выпарки и сушки: по известному способу — выпарка: 2,127 х 5000 х80 =

= 850800 кг/год — сушка: 3,2 5000 80 = 1280000 кг/год — всего; 850800 + 1280000

= 21308000 кг/год (2130,8 т/год).

Пример 2 (см.фиг.2). Воздух после предварительной очистки в циклонах 18 вентилятором 19 нагнетают в трубопровод

50 цилиндрической формы, где он приобретает вращательное движение.

Средняя скорость вращательного движения составляет 10 мlс.

В центре цилиндрического трубопровода 20 последовательно расположены механические форсунки 51, которые распыляют сгущенное молоко, причем закручивание потока распылительных частиц осуществляется навстречу вращения. воздуха (что увеличивает время контакта жидких и сухих част.и ц).

Трубопровод 50 может быть расположен под углом 90 С к скрубберу 4 (см. пунктирные линии) или быть параллельным ему.

Воздух из цилиндрического трубопровода 50 тангенциально выходит в скруббер

4, сечение которого в несколько раз больше сечения трубопровода. за счет чего скорость воздуха снижается с 16 м/с до 1,25 м/с.

Скруббер 4 орошается сгущенным молоком рециркулирующим с расходом

4000 кг/ч. При этом содержание сухих веществ в нем повышается от 36,0 до 42,0 .

Распыление молока из коллектора осуществляется таким образом, что наряду с орошением стенок скруббера производится его струйно-капельное распыление к его центру, угол распыления струн составляет

30-60 . Размер капель 1 — 2мм.

Сгущенное молоко температурой 40 С содержанием сухих веществ 42 из резевуара 48 насосом 45 подается в распылительную сушилку, где его сушат до влажности.

10, а затем досушивают в пневмотрассе до стандартной влажности.

Предварительно очищенный воздух температурой 65 С из скруббера 4 переходит в скруббер 3, где орошается горячим пастеризованным молоком, при этом последнее охлаждается до 40 С.

В скруббере 3 температура воздуха понижается до 55 С, а его влажность увеличивается до 85 С.

Из скруббера 3 очищенный воздух переходит в рекуператор, где воздух охлаждается до температуры конденсации 42 С (точка росы) и производится дальнейший процесс

1794436

30 также увеличения производительности, ус35 тановка снабжена дополнительным скруббером, сообщенным с основным

40 вакуум-апаратом, а с другой — насосом подачи сгущенного молока на распылительную

45 теплообмена за счет конденсации водяного пара, содержащегося в воздухе.

Снижение потребления топлива будет равно:

2000 80 = 160000 кг/год или 160 т/год, Таким образом, суммарная экономия расхода условного топлива составит:

30+ 337+ 13,5 = 380,5 т/год

Также за счет сокращения продолжительности мойки вакуум-аппарата на

1,2 ч/сутки экономия составит: — сокращение непроизводительных затрат пара:

1,2 х2,,127 х 300 = 765,72 т/год (2,127 кг/ч — расход пара на работу вакуум-аппарата, 300 — число рабочих дней в году); — экономия условного топлива:

765,72 х 80 = 61257,6 кг/гад (61,26 т/год).

3а счет этого сокращения расход топлива достигает:

380,5+ 61,26 = 441,76 тонны в гад, Такая экономия топлива составляет

20,73% ат общего его расхода на процессы выгарки и сушки:

Формула изобретения

1. Способ производства сухого молока, предусматривающий пастеризацию при температуре 75-85 С, "гущение до содержания сухих веществ 42-48%, распылительную сушку молока с последующим досушиванием в процессе пневматранспортиравания и охлажд..нием, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, молоко выдерживают при температуре пастеризации О, -2,0 ч, сгущение осуществляют в два этапа; первый до 36—

40% сухих веществ, а вт рай — до окончательного содержания сухих ве цеств путем смешивания молока, получен ого на первом этапе, с отработанным пр : сушке воздухом, при этом распылительную сушку ведут до содержания влаги в сухом молоке

8-10%, а перед дасушиванием молока последнее охлаждают, снижая в нем влагу так, чтобы конечная влажность при досушивании составила 3 — 7%.

2. Установка для производства сухого молока, содержащая пастеризатор исходного молока, скруббер с патрубком для подвода молока, вакуум-аппарат, рекуператор, распылительную сушилку с насосом подачи сгущенного молока паровым калорифером, системой пневмотранспортирования сухого молока, трубопроводами для молока, воды, l0

25 — выпарка: 2,127 х 5000 х 80 =

= 850800 кгl год, — сушка: 3,2 х5000 ° 80 = 1280000 кг/год — всего: 850800 + 1280000

= 2130800 кгlгод (2130,8 т/год) Использование предлагаемого изобретения обеспечит: — предварительный подогрев воздуха перед калорифером до 35-45 С; — дополнительное испарение 200 — 500 кг влаги/ч из молока, подлежащего сгущению; — подогрев воздуха в пневмотрассе до

35-45 С, а при использовании не полностью отработанного в калорифере пара температура воздуха в пневмотрассе повысится и достигнет 70-80 С; — практически полную очистку воздуха от частиц сухого молока; — повышение производительности оборудования на 5/; — подогрев воды на химводоочистку до

45 — 50 С и приготовление воды для подпитки котлов; — при затратах условного топлива в среднем 80 кг на 1 т пара экономия топлива составит около 120 т/год. конденсата, воздуховодами, о т л и ч а ющ а с я тем, что, с целью снижения энергозатрат на производство сухого молока, а воздушным трубопроводом; причем с одной стороны дополнительный скруббер соединен системой трубопроводов с сушилку, причем последняя снабжена рекуперационным теплообменником, подключенным к системе пневматранспортирования сухого молока и состоящим из трех секций, соответственно связанных с основным скруббером, рекуператаром и трубопроводоМ конденсата парового калорифера.

3. Установка по п.2, о т л и ч а ю щ а я -. с я тем, что основной и дополнительный скрубберы размещены в одном корпусе один над другим, причем основной скруббер отделен от дополнительного коническим днищем с отбортовкой и выходным патрубком. служащим для сбора и отвода исходного молока, а дополнительный скруббер снабжен емкостью для сбора сгущенного молока и насосом для его рециркуля ции.

1794436

1794436 на сушку

Составитель Т. Соколова

Редактор B.Tðóá÷åíêî Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор З.Салко

Заказ 382 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101