Автоматическая пастеризационно-охладительная установка. Пастеризационно-охладительные установки Пастеризационно охладительная установка для молока

Пластинчатая пастеризационно - охладительная установка для кисломолочных продуктов предназначена для пастеризации и охлаждения молочных продуктов в непрерывном тонкослойном закрытом потоке при автоматическом контроле и регулировании технологического процесса при производстве кисломолочных продуктов.

Устройство.

Пластинчатая пастеризационно - охладительная установка для кисломолочных продуктов состоит из пластинчатого теплообменника, систем подготовки горячей воды (конвекционный бак, насос для горячей воды, инжектор) для пастеризации продукта и подогрева продукта до температуры сквашивания, насоса для продукта, пульта управления, выдерживателя, системы контроля и автоматического регулирования технологическим процессом обработки продукта, трубопроводов, клапанов, смонтированных на раме. Установка компактна и представляет собой модульную конструкцию, имеющую высокую монтажную готовность. Выдерживатель установки представляет собой отдельно стоящий модуль, который при монтаже установки может монтироваться в любом относительно установки месте.

Выполняемые операции:

Подогрев молока до температуры сепарирования 55-60 О С;

Подогрев молока до температуры гомогенизации 75-80 О С;

Подогрев молока до температуры пастеризации 90-95 О С;

Выдержка продукта при температуре пастеризации 300 сек;

Охлаждение продукта до температуры сквашивания 20-50 О С.

2.3. Пластинчатый теплообменный аппарат (теплообменник)

Назначение:

Пластинчатый теплообменник предназначен для охлаждения или нагрева молока, сливок, кефира, пива, вина, соков, напитков, щелочи, воды, растительного масла, меланжа и других жидких продуктов в закрытом потоке.

Благодаря тепловой эффективности пластинчатые теплообменники отличаются высоким уровнем компактности. Нагревательные или охладительные установки, скомпонованные на их базе, имеют значительно меньшие габариты, чем установки аналогичного назначения других типов, КПД у всех более 90%. Детали теплообменников, соприкасающиеся с продуктами, изготавливаются из материалов, разрешенных к применению в пищевой промышленности. В зависимости от химических и физических свойств продуктов, а также тепловых режимов (температура, давление) теплообменники комплектуются уплотнителями из соответствующих материалов (пищевая резина, силикон, фторопласт и т.д.). Нагревательные и охладительные аппараты позволяют осуществлять закрытую циркуляционную мойку под давлением, просты в эксплуатации и ремонте.

 Хладоносителем является вода или рассол.

 Теплоносителем является вода, пар.

 Теплообменный аппарат состоит из теплообменных пластин, станины и нажимной плиты, стянутых между собой шпильками.

 Теплообменные пластины выпускаются разных типов, различающихся: по виду уплотнений, обеспечивающих герметичность аппарата, по геометрическим размерам.

Тип А Уплотнение закладное - обеспечивающее крепление уплотнения к пластине при помощи клипсовых зажимов (ПБК-1,ПМК-1).

Тип Б Крепление уплотнений к пластине при помощи клеевого соединения (ПМ-1).

Таблица 10. Технические характеристики пластинчатых теплообменных аппаратов

	ПБК-1	ПМК-1
Производительность, л/час:
Перепад температур между выходящим продуктом и хладоносителем (теплоносителем): 2-4°C (при кратности 1/3)
Габаритные размеры аппарата, мм:

 Высота:
 Ширина:
Материал пластины	сталь нержавеющая 12Х18Н10Т
Толщина пластины, мм
Максимальная рабочая температура, °С
Максимальное рабочее давление, МПа
Габаритные размеры пластины (длина х ширина х толщина)
Поверхность теплообмена, дм2
Проходное сечение, Ду
Диаметр подсоединительных резьб

В автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установке (рис.22) рабочий процесс протекает в следующем порядке.

Рис. 22 . Схема автоматизированной пластинчатой пастеризационно-охладительной установки:

1 - пластинчатый аппарат; 2- сепаратор-молокоочиститель; 3- центробежный насос; 4- уравнительный бак; 5-перепускной клапан; 6- выдсрживатслъ; 7- насос горячей воды; 8- бойлер; 9- инжектор; 10- пульт управления; I-секция первой регенерации; II- секция второй регенерации; III- секция пастеризации; IV- секция водяного охлаждения; V- секция рассольного охлаждения.

Из молокосборника молоко самотеком или при помощи насоса подается в уравнительный бак 4. Уровень молока должен быть не менее 300 мм во избежание подсоса воздуха в молочный насос. Насосом 3 молоко подается в секцию I пластинчатого аппарата (секцию регенерации), где оно нагревается за счет теплообмена с горячим молоком, идущим от секции пастеризации через выдерживатель 6. Нагретое до 37... 40°С молоко выходит из секции в молокоочиститель, а оттуда подается во вторую секцию регенерации, где происходит дополнительный его нагрев пастеризованным молоком, прошедшим предварительно теплообмен в секции I регенерации. Из секции II регенерации молоко переходит в секцию III пастеризации, где за счет теплообмена с горячей водой нагревается до температуры 76°С..

Пастеризованное молоко проходит через выдерживатель в I и II секции регенерации, где отдает часть тепла холодному молоку и его температура снижается до 20...25°С. Далее это молоко проходит последовательно секции охладителя, после чего его температура понижается до 5...8°С, в зависимости от начальной температуры охлаждающей воды или рассола. Холодное молоко поступает для хранения в танки. Выдерживатель в установке предназначен для усиления пастеризационного эффекта. Дополнительная выдержка в течении 20 с в выдерживателе перед охлаждением способствует уничтожению микрофлоры молока. Горячая вода для пастеризации готовится в бойлере. Она нагревается паром, поступающим в систему циркуляции горячей воды через инжектор 9 паропровода котельной установки.

Электрогидравлический клапан на паропроводе обеспечивает автоматическую регулировку поступления пара в зависимости от температуры молока. При понижении температуры молока, выходящего из пастеризационной секции, перепускной клапан 5 автоматически направляет молоко в уравнительный бак для повторной пастеризации.

Установка имеет пульт управления (рис. 6), оснащенный приборными панелями с расположенным на них оборудованием и приборами. На щит пульта вынесены приборы и ключи управления. Электронный мост 2 предназначен для записи температуры пастеризации молока, управления перепускным клапаном молока, световой и звуковой сигнализации установки. Электронный регулятор 7 управляет клапаном подачи пара. Логомер 5 контролирует температуру охлаждения молока. Задатчик 10 служит для установки температуры пастеризации. Переключателем 11 система регулирования переводится в автоматический режим или на ручное управление. При ручном (дистанционном) управлении регулирующий клапан действует от ключа. Тумблер 6 управляет работой перепускного клапана, переключатель 12- работой двигателя, тумблер 8- звуковой сигнализацией. Лампы 3 сигнализируют о включении пульта, двигателей и снижении температуры пастеризации. Пульт подключают к электросети через пакетный выключатель 9.

Перед пуском установки проверяют расстояние пакета пластин аппарата и доводят их сжатие до нулевой отметки по нажимному устройству. Контролируют соединения, направление вращения барабана сепаратора и роторов насосов. В уравнительный бак заливают содовый раствор и включают насосы в работу. Включают пар. Через 15 минут прекращают промывку и подают в систему холодную воду для вытеснения содового раствора. Промывают систему в циркуляционном режиме горячей водой в течение 30 минут, считая с момента выхода чистой воды из аппарата при температуре 85°С.

Перед стерилизацией переключатель пульта ставят на соответствующие позиции "Стерил." и "Автомат". По окончании стерилизации вытесняют воду из аппарата молоком и продолжают пастеризацию, установив все приборы пульта на автоматический режим работы. Белая лампа на пульте управления установки, показывающая возврат молока, должна погаснуть.

После перевода приборов на автоматический режим управления сначала включают подачу молока из молочного бака или танка в уравнительный бак, а затем насос для подачи молока в пастеризатор. К этому времени сепараторный барабан должен достичь рабочей частоты вращения, иначе возможно его переполнение. Одновременно включают насос для подачи горячей воды. При таком порядке пуска молоко из уравнительного бака вытесняет воду из аппарата после стерилизации. Ее сливают в канализацию до тех пор, пока не появится молоко, затем шланг присоединяют к молочному танку.

В начале работы установки молоко не успевает нагреться до температуры пастеризации и возвращается в уравнительный бак. При повышении температуры до заданной включают подачу холодной воды. После срабатывания перепускного клапана молоко направляется в выдерживатель, а аппарат переходит на работу по заданной технологической схеме в автоматическом режиме. Непрерывность работы установки лимитируется объемом грязевого пространства сепараторного барабана и составляет 2,5...3 ч, в зависимости от загрязненности молока механическими примесями.

При остановке аппарата прекращают подачу молока в уравнительный бак и сразу после его опорожнения включают подачу воды для вытеснения остатков молока. При проявлении воды шланг направляют в канализацию, прекращают подачу пара, отключают насосы горячей и холодной полы и молочный насос, останавливают молокоочиститель установки.

Пастеризация молока и молочных продуктов получила широкое распространение во всех странах мира. Она позволяет значительно повысить сроки хранения и реализации продукции.

Молоко и молочные продукты пастеризуют в специальных емкостях, трубчатых пастеризационных установках, а также в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках.

Трубчатая пастеризационная установка

Трубчатая пастеризационная установка состоит из двух центробежных насосов, трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Основной элемент установки - двухцилиндровый теплообменный аппарат, состоящий из верхнего и нижнего цилиндров, соединенных между собой трубопроводами. В торцы цилиндров вварены трубные решетки, в которых развальцовано по 24 трубы диаметром 30 мм. Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб, образуя таким образом непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцевые цилиндры закрывают крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга.

Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков.

Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндры. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата - возвратный клапан, с помощью которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, расположенным также на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока.

Обрабатываемый продукт из накопительной емкости с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 50-60°С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при температуре 80-90°С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что в трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В процессе теплообмена сливки поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с.

Преимуществами трубчатых пастеризационных установок по сравнению с пластинчатыми являются значительно меньшие количество и размеры уплотнительных прокладок, а недостатками - большие габариты и высокая металлоемкость; кроме того, при чистке и мойке этих установок требуется свободное пространство со стороны торцов цилиндров теплообменного аппарата.

Трубчатые установки эффективны в том случае, если последующий процесс обработки молока проводят при температуре, незначительно отличающейся от температуры пастеризации.

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка

Пластинчатые п астеризационно-охладительные установки применяют для тепловой обработки молока, сливок и смеси мороженого. Конструкция каждой из таких установок имеет свои особенности, которые отражены при описании оборудования для производства различных молочных продуктов.

В состав пластинчатой пастеризационно-охладительной установки, используемой для тепловой обработки молока , входят уравнительный бак, центробежные насосы для горячей воды и молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, система нагрева и шкаф управления.

Центробежный насос предназначен для забора молока из уравнительного бака и подачи его в пластинчатый аппарат. Для исключения подсоса воздуха в насос в уравнительном баке с помощью поплавкового механизма поддерживается определенный уровень молока (не менее 300 мм). Невыполнение этого условия приводит к пенообразованию, которое снижает эффективность пастеризации.

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка имеет главную переднюю стойку и вспомогательную заднюю стойку, в которые закреплены концы верхней и нижней горизонтальных штанг. Верхняя предназначена для подвески теплообменных пластин. По периферии каждой пластины в специальной канавке уложена большая резиновая прокладка, герметично уплотняющая канал.

Пластины имеют отверстия с небольшими кольцевыми резиновыми прокладками. После сборки пластин в аппарате образуются две изолированные системы каналов, по которым перемещаются молоко и охлаждающая жидкость.

Пластинчатый аппарат снабжен теплообменными пластинами из нержавеющей стали, разбитыми на пять секций: первая и вторая ступени регенерации, пастеризации, охлаждения артезианкой водой и охлаждения ледяной водой. Некоторые пластинчатые аппараты имеют одну секцию регенерации. Секции отделены друг от друга специальными промежуточными плитами, имеющими по углам штуцера для подвода и отвода жидкостей. На пластине выбиты порядковые номера, те же номера указаны на схеме компоновки пластин.

Пластины прижаты к стойке с помощью плиты и прижимных устройств. Степень сжатия тепловых секций определяют по таблице со шкалой, установленной на верхней и нижней распорках. Нулевое деление устанавливают по оси болта вертикальной распорки, оно соответствует минимальному сжатию, обеспечивающему герметичность.

В установках большой производительности пластинчатые аппараты имеют двустороннее расположение секций по отношению к главной стойке.

В состав пастеризационно-охладительной установки также входит с епаратор-молокоочиститель и выдерживатель. Молокоочиститель служит для очистки молока. При использовании очистителя с центробежной выгрузкой осадка устанавливают один сепаратор, с ручной - два.

Выдерживатель - один из основных элементов пастеризационно-охладительных установок. В нем молоко выдерживается при температуре пастеризации в течение определенного времени (20 или 300 с), необходимого для завершения бактерицидного действия температуры.

Выдерживатель состоит из одного или четырех цилиндров, которые закреплены на трубчатых опорах. В некоторых установках выдерживатель выполнен в виде четырех спиралеобразных секций, изготовленных из труб диаметром 60 мм.

Возвратный, или перепускной, электрогидравлический клапан служит для автоматического переключения потока молока на повторную пастеризацию при снижении его температуры в секции пастеризации.

Работа пастеризационно-охладительной установки при производстве питьевого молока заключается в следующем. Молоко из емкости для хранения направляется самотеком или под напором в уравнительный бак, откуда насосом подается в первую секцию регенерации пластинчатого аппарата. Подогретое до 37-40°С, оно поступает в молокоочиститель для очистки от механических примесей и идет на дальнейший подогрев во вторую секцию регенерации и секцию пастеризации, где нагревается до 90°С. Из секции пастеризации молоко через электрогидравлический перепускной клапан направляется в выдерживатель, находится там до 300 с, далее поступает в секции регенерации для передачи теплоты встречному потоку молока, поступающему в аппарат. После этого оно попадает последовательно в секции охлаждения водой и рассолом, где охлаждается до 8°С, и выходит из установки.

Охлаждается молоко с помощью артезианской и ледяной воды или рассола, поступающих от холодильной установки. Охлаждение молока до температуры не выше 8°С возможно только при нормальной кратности подачи воды и рассола в секции охлаждения. Весь процесс пастеризации регулируется автоматически.

Необходимая температура пастеризации поддерживается электронным мостом. Регулировка плавная. Температура пастеризации записывается на диаграммной ленте контрольного прибора. Звуковая и световая сигнализация срабатывает при падении температуры пастеризации ниже заданных параметров .

Для нагревания продукта кроме горячей воды, пара или электроэнергии в некоторых пастеризационно-охладительных установках в качестве источника прямого нагрева молока применяют инфракрасные нагреватели. В установках с небольшой производительностью молоко подается на обработку инфракрасным излучателем тонким слоем.

Пластинчатые пастеризационно-охладительные установки по сравнению с другими типами тепловых аппаратов имеют ряд преимуществ:

малая рабочая вместимость, что позволяет приборам автоматики более точно отслеживать ход технологического процесса (в пластинчатой установке рабочая вместимость в три раза меньше, чем у трубчатой такой же производительности);
способность работать достаточно эффективно при минимальном тепловом напоре; минимальные теплопритоки и потери теплоты и холода (тепловая изоляция обычно не требуется);
существенная экономия (80…90 %) теплоты в секциях регенерации (удельный расход пара в пластинчатых установках в 2-3 раза меньше, чем в трубчатых, и в 4-5 раз, чем в емкостных теплообменниках);
малая установочная площадь (пластинчатая установка занимает примерно в 4 раза меньшую поверхность, чем трубчатая аналогичной производительности);
возможность менять число пластин в каждой секции, что позволяет адаптировать теплообменный аппарат к конкретному технологическому процессу;
возможность безразборной циркуляционной мойки аппаратуры.

Одним из перспективных направлений совершенствования пастеризационных установок является применение в них роторных нагревателей, специальная конструкция которых позволяет за счет молекулярного трения частиц обрабатываемого продукта нагревать последний до заданной температуры. Температура тепловой обработки продукта зависит от времени его нахождения в роторном нагревателе и может регулироваться в широких пределах. Одновременно с этим продукт подвергается гомогенизации.

Сохранность скоропортящихся и молочных продуктов всегда была и остается актуальной во все времена. Представленное оборудование для молока отвечает самым современным требованиям для его сбора, хранения и дальнейшей обработки.

Все компоненты установок изготовлены из высококачественных и высокопрочных пищевых материалов, отвечающих условиям санитарных норм, а также техническим параметрам, применимым к данному оборудованию. Корпус молочной установки независимо от формы и объема, выполнен из теплоизоляционных материалов, чтобы сократить энергопотребляемость и уменьшить потери тепла в окружающую среду.

Все оборудование для молока имеет систему управления с приборами учета и контроля производственных процессов.

Обязательным также является наличие моечных и перемешивающих установок для поддержания однородной массы молочного продукта, равномерности распределения вспомогательных каких-либо компонентов, взбивания и т.п.

При выборе также можно оговорить дополнительные комплектации для удобства обслуживания молочного агрегата, рассчитать необходимое потребление и определить размер необходимых емкостей.

Пастеризационно-охладительные установки для молока

Помимо функции сохранения и обработки в виде пастеризации, обладает еще регенерирующими и охлаждающими свойствами.

В качестве хладагента и теплоносителя в оборудовании используется исключительно природные ресурсы - обычная очищенная жесткими фильтрами вода, которая нагревается, или наоборот, охлаждается до нужной температуры и пропускается по пластинчатым трубам через резервуар с молоком.

Сама же установка состоит из резервуара, принимающего с помощью насоса молоко и воду, собственно самих подающих и выводящих насосов, пластинчатого узла циркуляции воды, температурных модулей нагрева и охлаждения воды для производственных нужд, пульта автоматического регулирования производства, контролирующих датчиков объема жидкости и систем оповещения на случай понижения или увеличения минимально допустимого уровня, а также отклонений от заданных технических процессов.

Оборудование требует для размещения достаточно габаритные площади. При его запуске пастеризационной установки и пастеризационно-охладительной установки для молока необходимо наличие отводящих трубопроводов для пара, а также механически фильтруемого холодного водоснабжения, электропитания не ниже 230В с возможностью заземления, напольных систем слива и дренажа, канализации.

Пастеризационная установка и пастеризационно-охладительная установка для молока предназначена для термообработки молочных продуктов без потери его главных свойств.

Применяя щадящие методы обработки, в молоке остаются неизменными белок, сахар и молекулы жира. Принцип их работы заключается в том, что молоко последовательно перетекает из одного резервуара в другой, смешиваясь постепенно с уже подогретым молоком и, наконец, весь его объем нагревается до необходимой для регенерации температуры и выдерживается необходимое время (молоко - 30 сек., кисломолочные смеси - 300 сек.) при температуре пастеризации.

После термической обработки продукт охлаждается и может быть подвергнут розливу и упаковыванию.

Все параметры производственного процесса автоматически проходят регистрацию и контролируются специальными датчиками. При наличии каких-либо отклонений от заданных режимов молочный продукт отправляется на вторичную пастеризацию. При этом срабатывает система оповещения, открывается клапан обратного выхода и процесс регенерации запускается заново.

Установки для производства сухого молока

Несколько отличается от оборудования, применяемого для сушки других продуктов питания. В молочной индустрии показателем качества сухого молока является его растворимость, то есть при взаимодействии с жидкостью продукт должен быстро распадаться на молекулы и смешиваться с нею. И именно таким оно становится благодаря поэтапному технологическому процессу его осушения.

При монтаже и запуске установки производства сухого молока, помещение, где предполагается установка агрегата, должно соответствовать санитарным и строительным нормам. Обязательно наличие канализации, водопровода, электроэнергии от 220В, вентиляционной вытяжки, стены и полы должны быть в кафеле или пластике.

Производственная технология порошкового молока состоит из нескольких этапов: поставка молока, фильтрация, измерение и определение жирности, пастеризация и охлаждение. После оно попадает в сублимационную камеру, где вначале сгущается, затем доводится до гомогенной консистенции и уже после этого высушивается.

Пастеризация при изготовлении сухого молока необходима для уничтожения различного рода микробов, растворению в нем соматических клеток для достижения однородной жидкости. Кроме этого, молоко, прежде чем стать порошком, проходит несколько степеней очистки. Чем больше и качественнее фильтры, тем лучше.

В качестве сырья можно использовать самое маложирное молоко с высоким содержанием соматических клеток. Не секрет, что наши коровы достаточно часто болеют маститами и органика попадает в молоко. После ряда фильтрации и обработки эта проблема разрешима.

Чем еще выгодна установка производства сухого молока?

Помимо молочных продуктов на данном оборудовании можно получить яичный порошок, делать сыры, основы для супов и т.п.

На рынке товаров и услуг молочные продукты пользуются особым спросом. И вопросы их пригодности к употреблению, сроков хранения и качества всегда волнуют потребителя.

Сублимированное молоко широко применяются в производстве косметических средств, в кулинарии, из него делается различное детское питание путем смешивания и добавления определенных наполнителей, корма для животных, его восстанавливают, консервируют и даже делают на его основе некоторые кисломолочные продукты.

При определенных условиях хранения оно обладает увеличенным сроком годности, в нем сохранены все полезные свойства настоящего коровьего молока, что крайне важно, например, для регионов Крайнего Севера.

Примеры современных установок для молока демонстрируются на ежегодной выставке «Агропродмаш»!

Компанией ПРОЕКТ-П разработана (АСУ ТП) пластинчатой пастеризационно-охладительной установки для молочных продуктов на базе оборудования ОВЕН и Weintek.

Качество выпускаемой молочной продукции на молочных заводах во многом определяется качеством пастеризации продукта. В свою очередь, качество пастеризации зависит как от точного теплового расчета и сборки пастеризационной установки, так и от системы автоматического управления процессом пастеризации. В пищевой промышленности существует множество различных пастеризационных установок: трубчатые, пластинчатые, ультразвуковые и т.п. Наиболее распространенной является установка на пластинчатом теплообменнике, такая установка легко управляется и имеет хорошие энергетические показатели. Энергетическая эффективность пластинчатых пастеризационных установок обеспечивается за счет секций регенерации, где продукт, поступающий на установку предварительно нагревается за счет охлаждения уже пастеризованного продукта.

В большинстве случаев, пластинчатые пастеризационные установки имеют секцию подогрева/охлаждения продукта на выходе из установки, где производится либо подогрев, либо охлаждение продукта в зависимости от технологического процесса. Поэтому в общем случае говорят о пластинчатых пастеризационно-охладительных установках (далее по тексту ППОУ).
Существует множество разновидностей ППОУ, классификацию отличий которых можно выделить в следующие группы:
1. Оборудование подключаемое к пастеризационной установке (деаэратор , сепаратор , гомогенизатор).
2. Наличие выдерживателя (60сек, 300сек).
3. Количество секций регенерации.
4. Наличие секции подогрева или секции охлаждения на выходе из установки.
На рисунке "Технологическая схема" (см.ниже) приведена схема объединяющая все разновидности ППОУ.

Большинство производителей пищевого оборудования (в частности производители ППОУ) ориентируются на зарубежного производителя электроники и программного обеспечения при проектировании АСУ ТП (например: Siemens, OMRON, Mitsubishi Electric и мн.др.), это в свою очередь приводит к высокой стоимости ППОУ. Применение оборудования ОВЕН, позволяет значительно снизить стоимость ППОУ (порядка нескольких сотен тысяч рублей). АСУ ТП ППОУ построенное на оборудовании ОВЕН и Weintek практически не уступает по функционалу и качеству автоматического управления и регулирования АСУ ТП построенных на электронике таких мировых лидеров как Siemens и OMRON. Основным элементом АСУ ТП ППОУ является пульт управления на базе программируемого логического контроллера, к которому подключаются исполнительные механизмы и датчики.

Основное оборудование пульта управления АСУ ТП ППОУ:
— 1 программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК160;
— 1 модуль дискретного ввода ОВЕН МВ110-224.16ДН;
— 1 модуль дискретного ввода ОВЕН МВ110-224.32ДН;
— 1 модуль универсального аналогового ввода ОВЕН МВ110-224.8А;
— 1 модуль дискретного вывода ОВЕН МУ110-224.32Р;
— 1 частотный преобразователь ОВЕН ПЧВ;
— 2 блока питания ОВЕН БП60-Д4;
— 1 панель оператора Weintek MT8070iE;
— электропневмопреобразователи и пневмораспределители SMS;
— электрокомплектующие (автоматические выключатели, электромагнитные пускатели, электромагнитные реле) ABB.

Описание технологического процесса:

Технологически пастеризация молочных продуктов состоит из 5 процессов: процесс стерилизации, процесс пастеризации, процесс мойки щелочью, процесс мойки кислотой, процесс ополаскивания.

ПРОЦЕСС СТРЕРИЛИЗАЦИИ
Процесс стерилизации — это процесс термической дезинфекции установки. Запускается перед процессом пастеризации продукта.
При запуске процесса стерилизации включаются насосы контуров горячей воды секций пастеризации и подогрева, а также насос продукта. Открывается клапан подачи воды в приемный бак. По достижению верхнего уровня воды в приемном баке клапан воды отключается. Открываются клапана пара секций пастеризации и подогрева. В зависимости от температуры воды на выходе из секции пастеризации и секции подогрева, происходит регулирование степени открытия регулирующих клапанов пара. Последовательно, в полуавтоматическом режиме, подключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор. Как только температура воды в установке достигнет значения уставки температуры стерилизации начинается отсчет времени стерилизации. По окончанию отсчета времени стерилизации перекрывается подача пара, звучит звуковая сигнализация. В полуавтоматическом режиме отключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор, установка останавливается (отключаются насосы, клапана переходят в исходное состояние) процесс стерилизации окончен.
Во время стерилизации установка периодически переключается между контурами возврата и циркуляции.
Контур возврата: приемный бак — клапан возврата — приемный бак. Контур циркуляции: приемный бак — клапан возврата — клапан выдерживателя — клапан циркуляции — приемный бак.

ПРОЦЕСС ПАСТЕРИЗАЦИИ
Процесс пастеризации состоит из 4 подпроцессов: разогрев установки до температуры пастеризации, выталкивание воды, розлив, выталкивание продукта.
Разогрев установки:
При запуске процесса пастеризации включаются насосы контуров горячей воды секций пастеризации и подогрева, а также насос продукта. Открывается клапан возврата. В зависимости от технологического процесса подключается выдерживатель. Открывается клапан подачи воды в приемный бак. По достижению верхнего уровня воды в приемном баке клапан воды отключается. Открываются клапана пара секций пастеризации и подогрева. В зависимости от температуры воды на выходе из секции пастеризации и секции подогрева, происходит регулирование степени открытия регулирующих клапанов пара. Последовательно, в полуавтоматическом режиме, подключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор. Как только температура воды достигнет уставки температуры пастеризации звучит звуковой сигнал, информирующий оператора о том, что установка разогрета и можно начитать подпроцесс выталкивания воды. Нагрев воды (продукта) продолжается в течение всего процесса пастеризации.
Выталкивание воды:
Подпроцесс выталкивания воды заключается в вытеснении продуктом воды из установки в канализацию. При запуске выталкивания воды открывается клапан циркуляции. Клапан розлива переключается на слив. Идет слив воды в канализацию. В зависимости от технологического процесса идет либо подогрев, либо охлаждение продукта на выходе установки. При охлаждении перекрывается клапан пара секции подогрева, открывается клапан сброса отепленной воды, последовательно с интервалом в несколько секунд открываются клапана выхода и входа ледяной воды соответственно Как только опустошится приемный бак открывается клапан подачи продукта в приемный бак и включается таймер выталкивания воды. Уровень продукта в приемном баке автоматически поддерживается в течение всего времени пастеризации продукта. Из приемного бака продукт продуктовым насосом подается в секцию регенерации 1, где происходит предварительный нагрев продукта до температуры 40-60С. Далее продукт поступает в деаэратор, после процесса деаэрации продукт поступает в сепаратор, где очищается и поступает в секцию регенерации 2 и нагревается до температуры 50-70С. Из секции регенерации 2 продукт поступает на гомогенизатор, после гомогенизации продукт поступает в секцию регенерации 3, а затем в секцию пастеризации, где окончательно нагревается до заданной температуры пастеризации. Выйдя из секции пастеризации, пройдя переключающий автоматический клапан возврата и выдерживатель (60-300сек), продукт идет в секции регенерации 3, 2, 1 соответственно. Далее в зависимости от технологии производства, происходит либо нагрев, либо охлаждение продукта в секции нагрева/охлаждения.
Нагрев и охлаждение продукта производится за счет теплообмена в пяти секциях: в секциях регенерации 1, 2 и 3 теплообмен происходит между исходным холодным продуктом и горячим пастеризованным. В секциях пастеризации и подогрева/охлаждения теплообмен ведется между продуктом и водой. По окончанию отсчета времени выталкивания воды клапан розлива переключается на розлив — автоматически запускается подпроцесс розлива продукта.
Розлив:
Во время подпроцесса розлива продукта ведется контроль линии розлива по датчику давления продукта на выходе из установки. При повышении давления продукта на выходе из установки свыше 2 кг/см2 установка останавливается, формируется авария линии розлива. Также ведется контроль температуры пастеризации продукта. При падении температуры пастеризации продукта ниже чем на 2’C от уставки установка автоматически переключается на возврат — недопастеризаванный продукт проходит повторную пастеризацию Как только температура пастеризации продукта достигнет уставки температуры пастеризации, установка автоматически переключается обратно на розлив продукта. При падении уровня продукта в приемном баке ниже заданного минимального уровня, установка автоматически переключается на циркуляцию. Звучит звуковой сигнал информирующий оператора о том, что закончился продукт. В этом случае оператор имеется два варианта действий: первый — подключить к установке другой резервуар с продуктом и повторно запустить розлив, второй — запустить процесс выталкивания продукта.
Выталкивание продукта:
Подпроцесс выталкивания продукта заключается в вытеснении водой продукта из установки, а также из линии розлива. При запуске выталкивания продукта открывается клапан циркуляции, клапан розлива находиться в положении розлив. Как только опустошиться приемный бак открывается клапан воды в приемный бак и включается таймер выталкивания продукта. По окончанию отсчета времени выталкивания продукта установка переключается на циркуляцию, перекрывается подача пара, звучит звуковая сигнализация. В полуавтоматическом режиме отключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор, установка останавливается, процесс пастеризации окончен.

ПРОЦЕССЫ МОЙКИ ЩЕЛОЧЬЮ И КИСЛОТОЙ
Процессы мойки щелочью и кислотой запускается после процесса пастеризации. Необходимы для полного удаления остатков молочных продуктов из установки.
При запуске процесса мойки щелочью(кислотой) включаются насосы контуров горячей воды секций пастеризации и подогрева, а также насос продукта. Открывается клапан подачи воды в приемный бак. По достижению верхнего уровня воды в приемном баке клапан воды отключается. Открывается клапан подачи щелочи (кислоты), запускается таймер дозирования. В течение времени дозирования периодически включается и выключается дозирующий насос щелочи (кислоты). Это необходимо для равномерного распределения моющих растворов по установке. По окончанию дозирования моющих растворов открываются клапана пара секций пастеризации и подогрева. В зависимости от температуры воды на выходе из секции пастеризации и секции подогрева, происходит регулирование степени открытия регулирующих клапанов пара. Последовательно, в полуавтоматическом режиме, подключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор. Открывается клапан мойки приемного бака. Как только температура воды в установке достигает значения уставки температуры мойки щелочью (кислотой) начинается отсчет времени мойки. По окончанию отсчета времени мойки перекрывается подача пара, звучит звуковая сигнализация. В полуавтоматическом режиме отключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор, установка останавливается, процесс мойки окончен.
Во время мойки установка периодически переключается между контурами возврата и циркуляции.

ПРОЦЕСС ОПОЛАСКИВАНИЯ
Процесс ополаскивания следует за процессом мойки и необходим для полного удаления моющих растворов из пастеризационной установки. При запуске процесса ополаскивания включаются насосы контуров горячей воды секций пастеризации и подогрева, а также насос продукта. Запускается таймер процесса ополаскивания. Открываются клапана возврата и циркуляции. Клапан розлива переключается на слив. После опорожнения приемного бака открывается клапан подачи воды в приемный бак. В течение процесса ополаскивания автоматически поддерживается уровень воды в приемном баке. При теплом ополаскивании открываются клапана пара секций пастеризации и подогрева и в зависимости от температуры воды на выходе из секции пастеризации и секции подогрева, происходит регулирование степени открытия регулирующих клапанов пара. Последовательно, в полуавтоматическом режиме, подключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор. По окончанию отсчета времени ополаскивания при теплом ополаскивании перекрывается подача пара, звучит звуковая сигнализация. В полуавтоматическом режиме отключаются: деаэратор, сепаратор, гомогенизатор, установка останавливается, процесс ополаскивания окончен.
Во время ополаскивания установка периодически переключается на слив, циркуляцию и возврат.

Дополнительная информация по АСУ ТП ППОУ:

Контроль давления воздуха.
Автоматика пастеризационной установки контролирует давление воздуха на входе в пульт управления по реле давления системы воздухоподготовки. При падении давления воздуха ниже допустимого значения (4-5кг/см2) формируется аварийное сообщение, установка останавливается.

Контроль питающей сети.
АСУ ТП по сигналу с реле контроля напряжения и фаз ведет контроль трех фазной сети переменного тока. При отсутствии сигнала установка останавливается, формируется авария питающей сети.

Контроль перегрева.
В ППОУ реализован контроль перегрева в секциях пастеризации и подогрева. При превышении температуры теплоносителя уставки максимальной температуры теплоносителя отключается подача пара в соответствующую секцию прекращается, до тех пор, пока температура теплоносителя не опустится ниже уставки максимальной температуры теплоносителя. Формируется предупреждение о перегреве в соответствующей секции.

Контроль теплообмена.
При пастеризации продукта ведется контроль разности температур теплоносителя и продукта в секциях пастеризации и подогрева/охлаждения. Если модуль разности температуры продукта и температуры теплоносителя становиться выше уставки максимальной разности температуры теплообмена, формируется предупреждение о низком теплообмене в соответствующей секции. Нарушение теплообмена связано с накипанием продукта на стенки пластин теплообменника.

Контроль утечки воды в системе.
Во время работы установки на воде на замкнутом контуре (стерилизация, пастеризация — разогрев установки, мойка щелочью, мойка кислотой) ведется контроль уровня воды в приемном баке. При понижении уровня воды ниже датчика нижнего уровня установка останавливается, инициируется авария утечки воды в системе.

Положение линии моющих расстворов.
Линия подачи моющих расстворов имеет два положения: положение "пастеризация" (стерилизация, пастеризация, ополаскивание) и положение "мойка" (мойка щелочью, мойка кислотой). При запуске каждого процесса проверяется положение линии моющих растворов, если линия положения не соответствует запускаемому процессу, процесс не будет запущен и будет сформировано аварийное сообщение.

Контроль работы оборудования.
Работа деаэратора, сепаратора, гомогенизатора, насосов и пневмоклапанов контролируется по обратным связям. Если при работе ППОУ пропадает обратная связь от обрудования, то инициируется авария соответствующего оборудования и ППОУ останавливается.

Подпитка контуров пастеризации и подогрева/охлаждения.
Контуры горячей воды секций пастеризации и подогрева/охлаждения автоматически подпитываются водопроводной водой при понижении давления воды в контурах. Если давление в контуре горячей воды не достигает уставки (2кг/см2) в течении определенного времени, то формируется авария подпитки соответствующего контура.

Ручное управление.
Управление исполнительными механизмами ППОУ осуществляется как в автоматическом, так и в ручном режимах посредством панели MT8070iE, причем переключение между автоматическим и ручным режимами возможно и во время работы установки.

Подключение деаэратора, сепаратора, гомогенизатора.
В зависимости от технологии обработки продукта возможно подключение любой комбинации следующего оборудования: деаэратора, сепаратора, гомогенизатора. Запуск установки осуществляется без деаэратора, сепаратора, гомогенизатора, затем данное оборудование последовательно подключается к установке. Деаэратор, сепаратор и гомогенизатор имеют свои пульты управления, с которых на пульт управления ППОУ поступают сигналы о работе оборудования. По сигналам обратных связей осуществляется переключение клапанов подачи продукта (вход, выход, байпас) на соответствующее оборудование.

Управление температурой продукта.
Управление температурой пастеризации и температурой продукта на выходе осуществляется посредством регулирования подачи пара или ледяной воды в секции пастеризации и подогрева/охлаждения. Программируемый контроллер ПЛК160 непрерывно опрашивает датчики температуры продукта; информация о температуре поступает на ПИД-регуляторы, которые выдают управляющий сигналы (4-20мА, 0-10В) на регулирующие клапаны пара.

Управление насосом продукта.
Управление производительностью насоса продукта осуществляется посредством изменения частоты вращения двигателя насоса продукта через частотный преобразователь. Информация с расходомера продукта обрабатывается ПИД регулятором ПЛК, который выдает управляющий сигнал на частотный преобразователь (4-20мА, 0-10В).

Световая и звуковая индикация.
Для световой и звуковой индикации в АСУ ТП ППОУ применяется трехцветная сигнальная башня. При запущенном процессе горит зеленый индикатор. При возникновении предупреждений горит оранжевый индикатор. При авариях горит крассный индикатор. По завершению процессов, а также при возникновении предупреждений и аварий звучит звуковая сигнализация.

Визуализация.
Визуализация информации, а также управление установкой осуществляется посредством панели оператора Weintek MT8070iE. На панели задаются уставки температур и времени процессов, время дозирования моющих расстворов, время одной дозы и паузы, производительность насоса продукта, настройки ПИД-регуляторов, таймеров и мн.др. Также на панели MT8070iE отображаются технологическа схема ППОУ, журнал событий, графики давлений и температур процесса, предупреждения и аварии, информационные сообщения о работе ППОУ.

Регистрация технологических параметров.
Регистрация технологических параметров осуществляется панелью оператора Weintek MT8070iE на USB-флэш-накопитель в файлы формата *.cvs (Microsoft Excel). На USB-флэш-накопитель записываются журнал событий (дискретные технологические параметры) и графики давлений и температур (аналоговые технологические параметры).

Подключение к SCADA системе.
В АСУ ТП ППОУ реализована возможность удаленного управления технологическим процессом посредством SCADA системы MasterSCADA. Подключение удаленного компьютера к ПЛК160 осуществляется через интерфейс связи Ethernet, протокол связи Modbus-TCP.

Стоимость АСУ ТП пастеризационно-охладительной установки .

Пастеризационно-охладительная установка

Пастеризационно охладительная установка для молока — это оборудование, предназначенное для поточного подогрева молока до температуры пастеризации, выдержки при температуре пастеризации и последующего охлаждения. Пастеризационно-охладительная установка для молока является одной из самых важных единиц оборудования на молочном производстве, которая позволяет уничтожать все вегетативные формы микроорганизмов, делая продукт безопасным для употребления в пищу.

ООО «КР-Тех» выпускает многорежимные пастеризационно-охладительные установки, которые могут быть использованы на приемно-аппаратных участках предприятий молочной промышленности любых масштабов. Наши установки для поточной пастеризации молока изготавливаются на базе пластинчатых теплообменных аппаратов, которые уже длительное время успешно применяются на многих молокоперерабатывающих предприятиях.

Многорежимная пастеризационно охладительная установка для молока выгодно отличается от других типов пастеризаторов молока возможностью их использования в нескольких технологиях одновременно. Данное оборудование может использоваться одновременно в технологиях:

Производство питьевого пастеризованного молока;
Производство кисломолочных продуктов (кефир, простокваша, мацони и пр.)
Производство творога;
Производство сыра.

Таким образом применение многорежимных пастеризационно-охладительных установок для молока дает значительную экономию капитальных вложений и позволяет существенно сократить занимаемую производственную площадь.

Пастеризационно охладительная установка для молока, изготавливаемая ООО «КР-Тех», обладает следующими параметрами:

В конструкциях пастеризационно-охладительных установок возможно подключение дополнительного технологического оборудования. Таким оборудованием может быть:

Сепаратор-сливкоотделитель и/или сепаратор-молокоочиститель и/или бактофуга;
Дезодорационная установка для молока;
Плунжерный гомогенизатор

В случае приобретения дополнительного оборудования оно может быть интегрировано в единую систему автоматизированного управления, как это было реализовано в . Кроме того в систему управления также может быть интегрировано оборудование, примняемое ниже по технологической цепочке, например, емкости.

Типовая пастеризационно охладительная установка для молока включает:

Бак-балансер для продукта;
Насос для продукта;
Теплообменник пластинчатый многосекционный;
Выдерживатель трубчатый;
Система подачи первичного теплоносителя и отвода конденсата;
Система подготовки вторичного теплоносителя;
Системы подачи хладоносителя;
Пульт управления установкой;
Комплект пневмоклапанов, арматуры и трубопроводов.

В качестве опций наши Заказчики могут выбрать:

Система CIP-мойки;
Система измерения производительности и дозирования заданного по программе объема;
Система поддержания избыточного давления пастеризованного продукта в комплекте с клапаном поддержания давления и центробежным насосом;
Предохранительный клапан на линии выхода продукта из гомогенизатора

В соответствии с одним из наших принципов мы используем только проверенные технологические компоненты ведущих мировых производителей, а именно:

Пластинчатые теплообменные аппараты — API Schmidt-Bretten (Германия), Alfa-Laval (Швеция), GEA (Германия);
Компоненты паровых систем — Spirax Sarco (Англия), ADCA (Португалия);
Компоненты автоматизации — Endress-Hauser (Германия), Anderson-Negele (Германия);
Электрокомпоненты — Siemens (Германия), Omron (Япония);
Пневмокомпоненты — SMC (Япония);
Арматура — Kieselmann (Германия), Alfa-Laval (Швеция), Inoxpa (Испания)