Вакуумный охладитель молока
Изобретение касается оборудования для охлаждения молока. Теплоизолированная и герметизированная емкость содержит газовую и жидкостную полость. Молоко в емкость поступает через линию дросселирования. Газовая полость соединена с вакуумным агрегатом, откачивающим водяные пары с поверхности молока. При охлаждении масса молока сохраняется. Затраты энергии на охлаждение молока снижены в 2 - 4 раза по сравнению с фреоновыми охладителями. Экологическая чистота достигается за счет отказа от фреонов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к молочной промышленности и к установкам, в которых не используется холодильная машина.
Известны охладители молока, содержащие открытую или герметизированную молочную ванну, в которых охлаждение молока осуществляется фреоновой холодильной установкой через промежуточный хладоноситель - ледяную воду (Зеликовский И.А., Каплан Л.Г. Малые холодильные машины и установки. М.: ПП, 1979; Применение холода в пищевой промышленности. - Справочник под ред. Кузьмина М.П. - М.: ПП, 1979). Недостатком этих охладителей являются повышенные затраты энергии на охлаждение молока, так как отвод тепла от молока происходит через 2 металлические стенки: в молочной ванне и во фреоновом испарителе. Кроме того, фреоны разрушают атмосферный озон и подлежат запрету. Наиболее близким к изобретению является охладитель молока по патенту РФ N 2033035 "Охладитель молока" авторов Ивановского Н.Н. и Криворотко В.Н. (Бюл. N 11), в котором охлаждение молока выполняется за счет вакуумного холодильного эффекта. Этот охладитель содержит теплоизолированную и герметизированную молочную ванну с жидкостной и газовой полостями и вакуумную систему охлаждения, содержащую вакуумный насос с давлением ниже 1 КПа. Охлаждение молока происходит за счет частичного испарения воды из молока при вакуумировании молочной ванны. После снижения температуры молока до 6oС (при давлении насыщения 1 КПа) вакуумный насос отключается с помощью термореле. Прототип имеет ряд недостатков: повышенный расход энергии на охлаждение молока по сравнению с ГОСТ 11116-82, потеря массы молока при охлаждении, снижение качества теплоизоляции в период эксплуатации и др. Целью изобретения является снижение расхода энергии и сохранении массы молока при его охлаждении, повышение надежности и эффективности охладителя молока. Указанная цель достигается тем, что в вакуумном охладителе молока, кроме признаков, сходных с прототипом, имеются новые, отличительные признаки: вакуумный агрегат содержит насосы высокого и низкого вакуума и расположенный между ними конденсатор водяных паров; между накопителем молока и емкостью охлажденного молока установлена линия дросселирования молока, снабженная терморегулирующим вентилем; между конденсатором водяных паров и емкостью охлажденного молока установлена линия возврата конденсата, снабженная терморегулирующим вентилем; оболочка емкости охлажденного молока выполнена двухстенной и соединена с насосом высокого вакуума; между конденсатором водяных паров и насосом низкого вакуума установлен соленоидный вентиль. Дополнительные конструктивные признаки создают следующий положительный эффект: - снижают затраты энергии на охлаждение молока. В прототипе повышенные затраты энергии происходили вследствие высокой степени сжатия в вакуумном насосе (степень сжатия более 100). В предлагаемой конструкции используется два вакуумных насоса: высокого вакуума и низкого вакуума, с промежуточной конденсацией водяных паров в конденсаторе. Поскольку давление конденсации водяных паров определяется температурой охлаждающей воды и равно 5-6 КПа при температуре конденсации 30-35oС, степень сжатия насоса высокого вакуума равна 5-6 (при давлении на всасывании 1 КПа), и затраты энергии в нем существенно уменьшатся. Расходом энергии в насосе низкого вакуума пренебрегаем, так как в режиме охлаждения молока он включается периодически на короткое время. - интенсифицируют процесс вакуумного охлаждения за счет замены малоинтенсивного процесса испарения водяных паров с поверхности молока с постепенным снижением давления и температуры в течение 2-3 ч на процесс дросселирования. При дросселировании жидкости в дроссельном отверстии за счет эффекта дросселирования происходит мгновенное понижение температуры и давления жидкости и мгновенное образование паровой фазы с расчетным паросодержанием. - снижают потери молока при вакуумировании. В прототипе вода, испарившаяся из молока в процессе вакуумного охлаждения, выбрасывалась в атмосферу. В предлагаемой установке после окончания работы конденсат, накопившийся в конденсаторе, передавливается в емкость охлажденного молока, и масса молока восстанавливается. - повышают качество теплоизоляции. В прототипе использовалась поверхностная теплоизоляция, свойства которой при длительной эксплуатации ухудшались за счет увлажнения и механического разрушения. В предлагаемой установке теплоизоляция выполнена в виде двухстенной оболочки, которая подключена к вакуумной системе. Это обеспечивает высокое качество теплоизоляции, снижает потери холода и повышает эффективность установки. Предлагаемый вакуумный охладитель молока схематично представлен на чертеже. Он состоит из накопителя молока 1, емкости 5 охлажденного молока, насоса 8 высокого вакуума. конденсатора 9 водяных паров и насоса 14 низкого вакуума. Накопитель молока 1 соединен с емкостью 5 линией 2 дросселирования, снабженной терморегулирующим вентилем (ТРВ) 3. Между емкостью 5 и конденсатором 9 установлена линия 7 возврата конденсата, снабженная ТРВ 6. Насос 14 соединен с конденсатором 9 откачной линией 11, снабженной соленоидным вентилем 13. Кроме того, установка снабжена молокопроводом 17, электровакууметром 12, регулятором давления 15 и запорным клапаном 16. Регулятор давления используется для подсоединения стандартной доильной системы. Вакуумный агрегат подобран таким образом, чтобы поддерживать в емкости 5 температуру 6oС, что соответствует давлению кипения 1 КПа. Работа вакуумного охладителя молока происходит следующим образом. При включении вакуумного агрегата в работу в емкости 5 создается вакуум 1 КПа. После того, как в накопитель 1 поступает первая порция молока, на линии дросселирования открывается запорный клапан 16, и молоко начинает дросселировать через ТРВ 3. Образовавшиеся в процессе дросселирования пары откачиваются насосом высокого вакуума 8 и подаются в конденсатор. ТРВ 3 отрегулирован таким образом, чтобы уравнивать объем образовавшихся паров с производительностью вакуумного агрегата и постоянно поддерживать в емкости 5 вакуум 1 КПа. Попавшие в конденсатор водяные пары конденсируются на поверхности змеевика 10 при температуре 30-35oС и давлении 5-6 КПа и накапливаются в нижней части конденсатора. Насос низкого вакуума 14 выполняет вспомогательную функцию по периодическому откачиванию из конденсатора неконденсирующихся газов (воздуха). Воздух в небольших количествах растворен в молоке, а также может натекать в вакуумную систему через неплотности. По мере накопления воздуха давление в конденсаторе повышается, и по сигналу электровакууметра 12 срабатывает соленоидный вентиль 13 и включается вакуумнасос 14. Воздух откачивается из конденсатора, и вакуумнасос отключается. После охлаждения всей порции молока линия дросселирования 2 перекрывается запорным клапаном 16, и конденсат из конденсатора через линию 7 возврата конденсата передавливается в емкость охлажденного молока. Поскольку температура конденсата равна 30-35oС, прямое передавливание конденсата приведет к повышению температуры охлажденного молока. Поэтому возврат конденсата выполняют через ТРВ 6, за счет чего его температура понижается до 6oС. Дросселирование конденсата через ТРВ происходит при работающем вакуумнасосе 8 за счет разности давления в конденсаторе (Р = 5-6 КПа) и в емкости 5 (Р - 1 КПа). Для подтверждения эффективности предлагаемой установки проведен расчет затрат энергии на охлаждение 250 кг молока. Для такого количества молока был подобран вакуумный агрегат АВР-150 (Фролов Е. С. , Автономова И.В. и др. Механические вакуумные насосы. - М.: Машиностроение, 1989), в котором для высокого вакуума установлен вакуумный насос ДВН-150 и для низкого вакуума - вакуумный насос АВЗ-20Д. Технические данные агрегата АВР-150 следующие. Производительность при давлении всасывания 1 КПа 140 л/с; установленная мощность насоса ДВН-150 1,1 кВт; установленная мощность насоса АВЗ-20Д 2,2 кВт. 1. Масса образовавшихся водяных паров при дросселировании молока Mп: Мп = Мм






где Рвс = 1 КПа -давление всасывания;
Рнагн = 6 КПа - давление нагнетания;

- рассчитанный по рабочей мощности
Е1 = Nр




- рассчитанный по установленной мощности
Е2 = Nн




Е3 = 250


по рабочей мощности
Е1/Е3 = 1,88 / 7,5

по установленной мощности
Е2/Е3 = 3,3 / 7,5

Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1
Похожие патенты:
Водоохлаждающая установка для ферм // 2092038
Изобретение относится к охлаждению жидких продуктов, в частности молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов
Изобретение относится к охлаждению жидких продуктов, в частности, молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов
Изобретение относится к охлаждени
Холодильная установка для ферм // 2083094
Изобретение относится к охлаждению продуктов, в частности молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других продуктов
Охлаждающее устройство для ферм // 2081564
Изобретение относится к области охлаждения жидких продуктов, в частности, молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других пищевых продуктов
Установка для охлаждения молока // 2080781
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к установкам для охлаждения молока, и может быть использована на молочных комплексах и молокоприемных пунктах молочных заводов
Устройство для охлаждения жидкости // 2062965
Устройство для охлаждения молока // 2048079
Изобретение относится к теплоизолирующей технике и к способу изготовления теплоизолированных резервуаров, применяемых для охлаждения и хранения молока на молочно-товарных фермах
Изобретение относится к устройству и способу непрерывного охлаждения пищевых продуктов, которые были подвергнуты тепловой обработке путем нагрева до высокой температуры в устройстве для тепловой обработки
Почвенный охладитель молока // 2122786
Устройство для охлаждения молока // 2132129
Изобретение относится к сельскохозяйственной и перерабатывающей отраслям и может быть использовано в производстве и переработке молока, молочных и других продуктов
Изобретение относится к устройствам для охлаждения молока в районах Крайнего Севера и приравненных к нему районах, а именно на малых фермах крестьянских (фермерских) и личных подсобных хозяйств
Изобретение относится к области охлаждения сельскохозяйственных продуктов с аккумулированным холодом
Изобретение относится к области охлаждения сельскохозяйственных продуктов, в частности молока, и может быть использовано в сельскохозяйственном производстве, пищевой промышленности, а также при обработке и хранении молока и других твердых и жидких пищевых продуктов