Охладители молока: для чего нужны и какие бывают

Охладители молока: для чего нужны и какие бывают?

Зачем нужен охладитель молока?

Классификация охладителей молока

Устройство и характеристики охладителей молока

Принцип работы охладителя молока

Охладитель молока – это промышленное оборудование, которое используется на крупных фермах для предотвращения порчи свежего продукта. Представляет собой емкость, похожую на бочку, с холодильным узлом и герметичным корпусом. Другие названия – молочная ванна, танк. В статье рассмотрим устройство охладителей молока, их разновидности и функции.

Зачем нужен охладитель молока? 

Чтобы ответить на этот вопрос, надо немного вникнуть в производственный процесс.

Молоко относится к скоропортящимся продуктам, поэтому после дойки коровы его надо начать обрабатывать как можно быстрее. В противном случае в нем станут активно размножаться бактерии – как полезные молочнокислые, так и вредные. Этому способствует температура свежего молока – 36°С, а многим микроорганизмам достаточно и 20 градусов для жизнедеятельности и репликации. Кроме того, токсины, выработанные бактериями, невозможно уничтожить даже пастеризацией. Поэтому спустя максимум 20 минут после получения продукта его надо начать охлаждать – размножение микроорганизмов прекращается при t до +4°С, таким образом, можно сохранить свежесть.

То есть функция охладителей молока – быстрое снижение температуры продукта от исходной до установленной и сохранение ее на этом уровне. Погрешность может составлять 1 градус в ту либо другую сторону, а максимальное время хранения молока в этих условиях – трое суток.

Для владельцев молочных ферм это выгодно по двум пунктам: 

• продукт сохраняет свежесть и высокое качество до основной переработки;

• отправлять его на перерабатывающее предприятие можно не каждый день, а раз в 2-3 суток, что сокращает расходы ресурсов.

Классификация охладителей молока

Есть несколько классификаций этого оборудования. В зависимости от способа снижения температуры выделяют три группы устройств:

1. Непосредственное охлаждение – агрегаты, в которых испаритель прямо контактирует со средой (молоком) либо корпусом внутренней емкости.

2. Косвенное охлаждение – теплообмен осуществляется за счет промежуточной среды (в ее роли выступает рассол либо вода).

3. Комбинированное охлаждение – в этом случае задействованы теплообменники. Первичное охлаждение молока до его попадания в ванну обеспечивается водой с температурой, близкой к 0°С. В танке же продукт окончательно охлаждается и хранится некоторое время.

Корпус бывает представлен в вертикальном либо горизонтальном положении.

В зависимости от конструкции есть открытые и закрытые типы охладителей молока. Их рассмотрим подробнее.

Открытые – ванны, в которых предусмотрена верхняя крышка. Они рассчитаны на относительно небольшие объемы (до 2 тысяч литров – вертикальные, до 5 тысяч литров – горизонтальные). Особенность моделей состоит в том, что периодически крышку приходится открывать, поэтому под нее проникает теплый воздух. В результате на поддержание низкой температуры уходит больше энергоресурсов. При малом количестве молока дополнительные расходы не так заметны, поэтому такие установки пользуются популярностью среди владельцев мелких предприятий. Кроме того, для работы с открытыми ваннами не нужны специальные знания (не требуется высокая квалификация операторов), они проще, дешевле в дальнейшем обслуживании. Мойка ванны осуществляется в ручном режиме.

Закрытые – это те самые танки, имеющие вид цистерны (всегда горизонтальные). Форма – цилиндр, классический эллипс либо суперэллипс (напоминает квадрат, только со скругленными углами). Охладитель герметичный, при работе его не нужно открывать, поэтому он экономичнее в эксплуатации при больших объемах молока, так как нет дополнительных расходов электроэнергии. В связи с этим закрытые модели распространены среди владельцев крупных предприятий. 

Преимущества танков: 

• герметичность;

• равномерность охлаждения продукта;

• обработка в CIP-мойке, а не в ручном режиме;

• автоматическое управление;

• защита от скачков напряжения;

• применение для охлаждения, а также хранения молочного продукта.

Принцип работы охладителей молока обоих типов практически одинаков, существенной разницы между ними нет.

Мы на заводе НЗТО сосредоточились на производстве именно закрытых охладителей. Элементы, контактирующие с продуктом, изготовлены из пищевой стали «нержавейки» AISI 304, а вся установка полностью отвечает экологическим стандартам. Конструкцию и функционирование агрегатов изучим на примере закрытых моделей.

Устройство и характеристики охладителей молока

Основные элементы конструкции аппарата: 

• Непосредственно герметичный корпус.

• Люк сверху для профилактических работ, обслуживания.

• Мешалка, расположенная внутри. Она служит для равномерного снижения температуры продукта, предотвращения примерзания его к стенкам. Кроме того, она не позволяет жировым шарикам разбиваться, препятствует смешиванию молока и воздуха. Для этого выставляют конкретную скорость вращения.

• Компрессорно-конденсаторный узел. Его функция – нагнетание холода, по конструкции он похож на используемые в промышленности холодильные агрегаты.

• Испаритель, отводящий тепло. Он контактирует с молоком или внутренними стенками.

• Блок управления.

Компрессоры бывают двух типов: 

1. Спиральные – экономно потребляют электричество (примерно на 10% меньше, чем вторые), но чувствительны к скачкам напряжения и перебоям в сети. Сравнительно маломощные, есть сложности с обслуживанием.

2. Поршневые – более распространены в силу высокой мощности, надежности, устойчивости к перебоям, но у них выше потребление энергии.

Одним из сложнейших в производстве элементов выступает испаритель. Его особенность заключается в устойчивости к высокому давлению фреона. Конструктивно представляет собой два металлических листа (нержавеющих), которые соединены сварным методом. 

Наглядно конструкцию демонстрирует схема охладителя молока.

Технические характеристики и устройство охладителя молока соответствуют ГОСТ Р 50803-2008. Основные моменты: 

• снижение температуры продукта с 36°С до 4°С за период до 3,5 часов;

• поддержание температуры на установленном уровне до 3 суток с отклонением не более чем на один градус;

• обязателен механический фильтр, устанавливаемый на входе;

• минимальный срок эксплуатации – 12 лет;

• минимальный ресурс работы – 45 тысяч часов;

• эффективность теплоизоляции – повышение t продукта максимум на 1°С за 4 часа при условии t воздуха 38°С.

Принцип работы охладителя молока

Оборудование функционирует по принципу теплообменника, то есть «забирает» тепло у молока и отводит его. В роли «охлаждающего инструмента» выступает обычная вода либо другая жидкость, специальный хладагент – все зависит от типа охладителя. 

Принцип действия охладителей молока закрытой конструкции следующий. Испаритель находится внизу танка и непосредственно соприкасается с продуктом. В этот узел поступает хладагент (фреон), вследствие нагревания (забирая тепло у молока) он становится газом. В результате температура среды (то есть продукта) снижается, а фреон, нагнетаемый компрессором, поступает в конденсатор. Там фреон снова приобретает состояние жидкости и отдает забранное у молока тепло. Оно выводится в атмосферу (наружу). Для обеспечения этого процесса служат вентиляторы и металлический радиатор, которые и составляют конструкцию конденсатора. Это нужно, чтобы тепло отводилось с максимальной скоростью. 

Далее весь процесс повторяется, то есть фреон снова попадает в узел испарителя, забирает у молока тепло и выводит его. Система работает до момента, пока продукт не охладится до установленной температуры. По достижении заданных значений компрессор отключается – за это отвечает автоматический блок. 

Кроме воздуха, отведенное от молока тепло может поступать в воду, используемую впоследствии в технических целях. В таких ситуациях система дополняется рекуператорами тепла, где один патрубок предназначен для горячего фреона, а второй – для воды. Также есть вентиль-терморегулятор и резервуар для сбора подогретой воды.

Если для вашего предприятия нужна такая техника, оставляйте заявку менеджерам НЗТО. В случае особенных требований к конструкции можете прислать свои чертежи охладителя молока.