Способ концентрирования цельного и обезжиренного молока

ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик е 952196по делам иэобретвний и открытий(72) Авторы изобретени А. А. Долинский, А. И. Гуров и Г. П. Пррхолчбййо 3 фйМ 3 ИЯ ВАВЖиьф Институт технической теплофизики АН Укр соймМ.Р ЩВфЬФЙЭ(54) СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ЦЕЛЬНОГО И ОБЕЗЖИРЕННОГО МОЛОКА1Изобретение относится к тепловой обработке молока и молочных продуктов, например, при производстве сухих заменителей цельного молока и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства для концентрирования, пастеризации и нагрева (охлаждения) жидкостей.Известен способ концентрирования жидкости, предусматривающий распыление исходного продукта в турбулентный газовый поток теплоносителя с температурой 204 - 538 С, рециркуляцию части концентрируемого продукта и сепарацию теплоносителя 11.Недостаток этого способа заключается в том, что при его реализации ограничена длительность непрерывности процесса концентрирования (максимально 20 ч), повышением кислотности концентриуемого продукта, которое является следствием образования отложений в аппарате и использования рециркуляции концентрируемого продукта при температуре равновесного испарения ниже температуры пастеризации молока и молочных продуктов (63 - 80 С).Кроме того, существующий способ не позволяет повысить удельный влагосъем 2ив аппарате за счет повышения входнои температуры теплоносителя из-за того,что распыливаемый факел жидкости является полидисперсным и мелкие капли, попадая в зону высоких температур, высыха ют. Для такого процесса характерно появление резкости температур между газом и испаряемой жидкостью, что свидетельствует о протекании испарительно-сушильного режима обезвоживания жидкости. 1 аЦелью изобретения является обеспечение непрерывности процесса и повышение удельного влагосъема.Поставленная цель достигается тем, чтов способе концентрирования цельного и обез жиренного молока, предусматривающем подачу исходного сырья в рециркулят, распыление полученной смеси, нагрев и испарение ее путем контакта с теплоносителем, рециркуляцию концентрированного продукта и сепарирование теплоносителя, рециркулят со степенью рециркуляции 40 - 100 подают противотоком к теплоносителю с температурой 450 - 700 С с образованием при этом струйного факела и обеспечивают температуру концентрируемого продуктаИсходное сырье подают в рециркулят. Полученную смесь используют для создания защитной пленки на внутренних поверхностях контактных труб 19. Одновременно теплоноситель - нагретый воздух из коллектора 18 через распределительную решетку 24 направляют сверху вниз по вертикальным контактным трубам 19 противо- точно рециркуляту (степень рециркуляции 40 в 1), Формирование струйного факела производят в зоне контакта газообразной и жидкой фаз через цилиндрическую струйную щель 21, образованную вертикальными контактными трубками 19 и коллектором 20 воронок. 35 40 При этом одновременно осуществляются процессы дробления жидкости и тепломассообмена. Изменение условий контакта фаз, а также высокая степень рециркуляции (40 - 100) концентрируемого раствора позволяет повысить удельный влагосъем в аппарате за счет повышения входной температуры теплоносителя до 450 - 700 С (при влагосодержании 7 - 250 г/кг),Температура равновесного испарения 4550 жидкости при этих параметрах достигает 63 - 80 С, что соответствует температуре пастеризации молока и .молочных продуктов. Необходимое для пастеризации молока и молочных продуктов время выдержки (5 - 30 мин) обеспечивается пребыванием концентрируемого продукта в аппарате и за 55 363 - 80 С, равную температуре пастеризации молока.На фиг. 1 представлена испарительносушильная установка для производства сухих заменителей цельного молока; на фиг. 2 - пастеризатор-испаритель струйного типа; на фиг. 3 - варианты конфигурации струйных факелов пастеризатора-испарителя.Испарительно-сушильная установка для производства сухих заменителей цельного10 молока содержит пастеризатор-испаритель струйного типа 1, испарительную и сушильную камеры 2 и 3, теплогенераторы 4 и 5, каплеотделители 6 и 7, фильтр увлажненного воздуха 8, насосы 9 и О, сухой циклон 11, винтовые и шлюзовые питате ли 12 и 13, вентиляторы 14, ротационный эмульсатор 15 и линии коммуникаций. Пастеризатор-испаритель струйного типа содержит корпус 16, рециркуляционную емкость 17, рециркуляционный насос 9.Коллектор 18 подачи газа и раствора,20 каплеотделитель 6, вертикальные контактные трубы 19, образующие с коллектором 20 воронок струйную кольцевую рабочую щель 21, очистной нож 22, регулятор 23 уровня упаренного рециркулируемого раствора, рас пределительную решетку 24, рубашки охлаждения 25 н указатели уровня 26.Способ осуществляют следующим образом. 4висит от степени рециркуляции и от объемарециркулируемой жидкости.Пастернзацня молочных продуктов в процессе их концентрирования исключает влияние степени рециркуляции на кислотностьконцентрируемого раствора. Условия контакта газообразной и жидкой фаз предотвращают образование отложений на рабочих поверхностях аппарата,Все это позволяет достичь непрерывности процесса пастеризации и концентрирования.Пример , Исходное сырье - непастеризованное, охлажденное до 7 С обезжиренное молоко с расходом 3,2 т/ч, концентрацией 8,4% содержания сухих веществ ичасть рециркулята - 20 т/ч подавали вколлектор 18 пастеризатора-испарителя. Затем из смеси жидкостей формировали защитную пленку на внутренних поверхностяхвертикальных контактных труб 19 за счетперелива ее через выступающий в коллектор 18 торец трубы 19. Для формированияпленки использовались различные известные формирующие насадки (кольца) . Высокотемпературный теплоноситель - воздух,нагретый до температуры 550 С, влагосодержанием 50 г/кг в радиоционной зонетеплогенератора 4 в количестве 5,5 т/ч направляли через распределительную решетку 24 сверху вниз по вертикальным трубам19 противоточно рециркуляту (концентрируемому йродукту) с расходом 140 т/ч,В зоне контакта фаз через струйнуюкольцевую щель 21 формировали устойчивый струйный факел с образованием капель диаметром 150 в 10 мкм, которые нагревались до температуры 63 С. При этомосуществлялось интенсивное испарение влаги с их поверхности. Время выдержки концентрируемого продукта в аппарате составляло 30 мин, что соответствует режиму длительной пастеризации обезжиренного молока. Производительность пастеризатора-испарителя по испаренной влаге составляла1 т/ч. После пастеризации и предварительного концентрирования с 8,4 до 13 - 15%упаренный молочный продукт направлялив распылительную испарительную камеру 2,где доводили его концентрацию до пределов 40 - 50%. Из испарительной камеры 2упаренный раствор насосом-дбзатором 1 Оподавался в ротационный эмульсатор 15для эмульгирования смеси заменителя цельного молока. Готовый порошок, полученныйв распылительной сушильной камере 3, через сухой циклон 11, шлюзовые питатели 13поступали в винтовые питатели 12 с охлаж-.даемыми водой рубашками, где производилось его охлаждение. Теплоагентом в установке служил нагретый в теплогенераторах 4и 5 воздух, подаваемый вентиляторами 14.Конвективная зона теплогенератора 4 использовалась для приготовления теплоносителя для сушильной камеры 3. Фильт5ром 8 очищали обработанный теплоноситель, которым регулировали влажность высокотемпературного теплоносителя пастеризатора-испарителя струйного типа.Пример 2. Исходное сырье - непастиризированное цельное молоко с расходом 1,67 т/ч концентрацией 10% сухих веществ и часть рециркулята 12 т/ч подавали в коллектор 18. Высокотемпературный теплоноситель - воздух, нагретый до 700 С влагосодержанием 7 г/кг в количестве 7,2 т/ч направляли противоточно рециркуляту, расход которого составлял 80 т/ч. В зоне контакта фаз образовался струйный факел капель, которые нагревались до температуры 63 С. Время термического воздействия на продукт составляло 30 мин что соответствует режиму длительной пастеризации молока. Производительность пастеризатора-испарителя составляет, кг/ч;По исходному раствору 1670По испаренной влаге 1000 По конечному продукту 670(пастеризированному, концентрированному молоку ссодержанием сухих веществ - 25%) .Данный способ концентрирования цельного и обезжиренного молока позволяет повысить удельный влагосъем с 1 мз рабо 6чего объема до пределов 80 - 200 кг/м.ч, предотвратить образование отложений на рабочих поверхностях аппарата, достичь непрерывности процесса пастеризации и концентрирования и вести переработку исходного сырья без ограничений по кислотности (до 30 в . 40 Т).Формула изобретенияО Способ концентрирования цельного иобезжиренного молока, предусматривающийподачу исходного сырья в рециркулят, распыление полученной смеси, нагрев и испарение ее путем контакта с теплоносителем,рециркуляцию концентрированного продукта и сепарирование теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью обеспечениянепрерывности процесса и повышения удельного влагосъема, рециркулят со степеньюрециркуляции 40 - 100 подают противотоком20 к теплоносителю с температурой 450 в 7 Сс образованием при этом струйного факелаи обеспечивая температуру концентрируемого продукта 63 - 80 С равную температурепастеризации молока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3592253, кл. 59 - 4,опублик. 1971 (прототип).952196 арионт,ан ФигЗ Составитель А. Гуор Техред А. БойкасТираж 570ВНИИПИ Государственного компо делам изобретений и113035, Москва, Ж - 35, Раушскаилиал ППП . Патентэ, г. Ужгород,Редактор А ШандЗаказ 5831/4 О. Билак М/ Г ровКорректор Подписноеитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5 ул Проектная