Курсовой проект по Дисциплине Основы расчёта машин и аппаратов. Тема Разработать теплообменник для производства сливок

Объектом разработки является кожухотрубный теплообменник и процесс пастеризации сливок.
Молочные продукты, в частности сливки, являются хорошей питательной средой для микроорганизмов. Микроорганизмы, размножаясь, могут значительно ускорить процесс порчи молочной продукции. Кроме того, микроорганизмы могут вызвать опасные заболевания людей. Поэтому важнейшая задача при выпуске молочных продуктов – уничтожить содержащиеся в них микроорганизмы [1].
Одним из способов уничтожения микроорганизмов является кипячение. Однако кипячение сильно изменяет свойства молочных продуктов, вкус, запах и т. д. Установлено, что для уничтожения активных форм микроорганизмов нет необходимости нагревать продукты до кипячения. Жизнедеятельность микроорганизмов при соблюдении некоторых условий может быть подавлено при нагревании до (85–95)°С. Впервые установил губительное действие на микроорганизмы высоких температур и применил их для обработки продуктов с целью их сохранения французский ученый Л. Пастер. По имени этого ученого такая обработка называется пастеризацией [1].
Пастеризация может быть длительной, кратковременной и мгновенной. При длительной пастеризации сливки нагревают до (63–65)°С и выдерживают при этой температуре 30 минут, при кратковременной сливки нагревают до (72–76)°С с выдержкой 15–20 секунд, при мгновенной пастеризации сливки нагревают до (85–95)°С без выдержки [1].
Различные температурные режимы пастеризации зависят от назначения использования сливок. При длительной пастеризации происходят наименьшие изменения в составных частях продукта. При этом кислотность почти не снижается, удлиняется по времени сычужная свертываемость, уменьшается скорость отстаивания [1].
При кратковременной пастеризации наблюдается более глубокие изменения в составе молочных продуктов и свойствах их компонентов: ...

1. В процессе выполнения работы изучены основные требования к сливкам и назначение пастеризации. Произведен обзор и анализ существующих конструкций пастеризаторов. Подробно описано устройство и работа трубчатого пастеризатора.
2. Рассмотрен механизм действия процесса теплообмена между паром и пастеризуемыми сливками через разделяющую стенку. Выявлены основные факторы, влияющие на теплообмен. Обосновано конструктивное решение теплообменного аппарата, а также обоснованы принятые допущения в разрабатываемой математической модели.
3. Разработана конструкция пастеризатора с оптимальными конструктивными параметрами и выполнен сборочный чертеж трубчатого теплообменного аппарата.