Контрольная по Технологическому оборудованию отрасли

К мембранным методам обработки молока относят ультрафильтрацию, обратный осмос и электродиализ.
Сущность всех мембранных методов — это разделение и концентрирование молочного сырья в процессе фильтрации через специальные мембраны под действием давления (ультрафильтрация и обратный осмос) или электрического поля (электродиализ).
Ультрафильтрацию используют для выделения белков из молока и молочной сыворотки; при обратном осмосе происходит концентрирование молочного сырья, так как через мембраны проходит только вода; электродиализу подвергают молочную сыворотку с целью ее деминерализации.
Исполнительный орган установок для фильтрации и обратного осмоса — полупроницаемая мембрана на основе ацетата целлюлозы и пористых полимерных материалов. Для ультрафильтрации применяют мембраны с размерами пор 500... 100 нм. Такие мембраны задерживают молекулы с размерами большими, чем размеры пор, и пропускают мелкие молекулы. Процесс ультрафильтрации проводят под давлением 0,1...0,5 МПа. Для обратного осмоса используют полупроницаемые мембраны с размерами пор менее 50 нм, процесс ведут при давлении 1...10 МПа.
Мембранный аппарат — это устройство, состоящее из корпуса, мембраны, дренажного узла, крепежных деталей, конструктивных элементов для ввода исходного раствора и выхода концентрата и фильтрата, перемешивания и др. Для мембранного разделения применяют четыре типа аппаратов: плоскорамные, трубчатые, рулонные и с полыми волокнами. На рис. 1.1 показаны основные типы мембранных аппаратов.
Промышленные мембранные аппараты представляют собой пакеты, блоки, комплексы мембранных элементов: ячеек, секций, модулей. Мембранный аппарат обычно является частью мембранной установки периодического или непрерывного действия, в которую входят также насосы, дозирующие устройства, емкости для исходного раствора, фильтрата, концентрата и моющих растворов, соединительные трубопроводы и контрольно-измерительные приборы.
Ультрафильтрационная установка состоит из фильтрующего аппарата, насоса...

Секции установки отличаются различной компановкой пластин, их типом и расположением. В установке имеется пять секций: пастеризации, регенерации (I и II ступеней), охлаждения водой и охлаждение рассолом.
Работа пластинчатой автоматизированной пастризационно-охладительной установки осуществляется так. Сырое молоко из емкости для хранения подается насосом в промежуточный бак. Уровень молока в баке поддерживается поплавковым устройством. Из бака молоко насосом направляется через стабилизатор потока в секцию регенерации пластинчатого аппарата, где нагревается пастеризованным молоком. Затем молоко идет в попеременно работающие молокоочистители. Очищенное молоко под напором подается в секцию пастеризации пластинчатого аппарата, в которой нагревается и далее направляется в трубчатый выдерживатель, а затем в секцию регенерации. При температуре пастеризации ниже заданной молоко автоматическим клапаном возвращается в бак для повторной тепловой обработки. При заданной температуре пастеризации молоко из выдерживателя последовательно проходит секции водяного и рассольного охлаждения пластинчатого аппарата, охлаждаясь до необходимой температуры. Вода для секции пастеризации подогревается в инжекторе и подается водяным насосом.
Итак, выбираем пластинчатую пастеризационно-охладительную установку.
Температура продукта на входе в секцию пастеризации:

При расчётах принимаем пластины ленточно-поточного типа с горизонтальными гофрами. Для данного типа пластин критерий Нуссельта:

При нагревании жидкости можно приближённо принимать: При охлаждении:
Температуру (начальную) теплоносителя примем на 15оС выше температуры пастеризации: tн.тепл = 90 + 15 = 105оС.
Определяем средний температурный напор для секции пастеризации:

средний температурный напор находим по формуле:
Для конструирования данного аппарата принимается пластина П-2 с параметрами:
- рабочая поверхность: 0,198 м2;
- ширина потока: 0,27 м;
- приведенная высота: 0,74 м;
- средний зазор между...