От амфоры до тетрапака

Рис. 27.Технологическая схема первичной обработки молока с применением многосекционного створчатого охладителя СЮМ-1000:

1 — кран, 2 — молокоприемник; 3 — сепаратор-молокоочиститель, 4 — бак со льдом, 5 — водяной насос, 6 — молочная фляга, 7 — сливной патрубок, 8 — сборный желоб; 9 — охладительные секции; 10 — распределительный желоб

Однако с развитием молочной промышленности прежние средства уже не удовлетворяли возросшим требованиям производства. Аппараты для длительной обработки молока не способны обеспечить поточную технологию, без которой невозможно представить крупное перерабатывающее предприятие, а кроме того, они громоздки, требуют больших производственных площадей и соответствующих материальных затрат. Конечно, метод высокотемпературной кратковременной пастеризации позволил во многом преодолеть эти недостатки. Но применение паровых пастеризаторов с мешалками и вытеснительными барабанами и оросительных охладителей имело свои границы в повышении интенсификации и эффективности производства. В частности, это связано с невозможностью увеличения скоростей потока молока в оросительных охладителях до пределов перехода ламинарного движения в турбулентное, так как в противном случае происходит отрыв капель жидкости, обтекающей ребристую поверхность.

Кроме того, выяснилось, что обработка молока в мешалочных пастеризаторах заведомо сопряжена с изменениями качества продукта. К тому же следует отметить, что во всех описанных выше теплообменных аппаратах (ванны длительной пастеризации, паровые пастеризаторы с вытеснительными барабанами и мешалками, оросительные охладители и рекуператоры) молоко не защищено от соприкосновения с окружающей средой, а значит, в него из воздуха могут попадать посторонние частицы, микробы, да и сами процессы нагревания или охлаждения молока в контакте с воздухом, как показала практика, отрицательно отражаются на качестве продукта.

Дальнейшее совершенствование процессов пастеризации и охлаждения в молочном хозяйстве связано с созданием трубчатых и пластинчатых теплообменных аппаратов для высокотемпературной кратковременной тепловой обработки молока в потоке.

В 1926 году во французском специализированном журнале появилась статья изобретателя А. Стассано «О сохранении и оздоровлении молока», где предлагалось использование трубчатого пастеризационного аппарата. Спустя три года были проведены всесторонние испытания первых образцов, которые подтвердили высокие технологические и эксплуатационные характеристики устройств этого типа. Довольно быстро трубчатые паровые пастеризаторы получили всеобщее признание специалистов и практиков. И это понятно. Они рассчитаны на поточную технологию, достаточно производительны и свободны от многих недостатков, присущих аппаратам открытого типа. Все процессы тепловой обработки происходят в закрытых каналах без доступа воздуха. Теплообменивающиеся массы движутся в них под напором, со значительными скоростями, которые обеспечивают турбулентный режим, обуславливающий интенсивную теплопередачу (рис. 28).

На основе теплообменных аппаратов данного типа были разработаны автоматизированные трубчатые пастеризационные установки, в состав которых дополнительно входят насосы, инжектор, бойлеры, клапаны, терморегулятор, уравнительный молочный бак, пульт управления с приборами, трубопроводы и другое оборудование, благодаря чему удалось полностью автоматизировать процесс обработки молока.

Рис. 28.Трубчатая пастеризационная установка (устройство пастеризационного аппарата):

1 — патрубок для входа молока; 2 — внутренняя труба; 3 — соединительный калач; 4 — патрубок для выхода молока; 5 — патрубок для входа теплоносителя, 6 — наружная труба.

Но и трубчатые теплообменные аппараты оказались не лишенными отдельных недостатков. Один из них, весьма осложняющий эксплуатацию, заключается в том, что трубчатую систему очень трудно прочистить, да к тому же со стороны торцов необходимо значительное свободное пространство, чтобы при очистке пользоваться длинными ершами. Поэтому одновременно с улучшением трубчатых аппаратов велись работы и по созданию теплообменников других типов.