UHT რძის გადამუშავება ასეპტიკური ქარხანაში

ᲙᲛᲐᲧᲝᲤᲘᲚᲘ

• ორთქლის საინფუზიო სისტემა - რძის გადამუშავება
• რძის შენახვის ერთეულები
• ბალანსი ავზი
• ფირფიტის სითბოს გადამცვლელი
• რეგენერაციის მარყუჟი და ფირფიტების სითბოს გადამცვლელი
• ორთქლის საინფუზიო პალატა
• მილის ტარება
• ფლეშ პალატა
• ჰომოგენიზატორი და საბოლოო გაგრილება
• Დამატებითი ინფორმაცია

მე მიყვარს სხვების განათლება UHT რძის შესახებ და რამდენად სასარგებლოა ის მომხმარებლებისთვის.

ორთქლის საინფუზიო სისტემა - რძის გადამუშავება

რძის შენახვის ერთეულები

აი, როგორ ხასიათდება ძირითადი სცენარი: სატვირთო მანქანა, რომელსაც აქვს დიდი ტანკერი, 5,000-10,000 გალონიანი ტევადობით, მიდის მეურნეობიდან ფერმაში და ძროხის რძეს გროვებს ფერმერის საცავებიდან ტანკერში, სანამ სიმძლავრე არ მიიღწევა. შემდეგ რძეს ყრიან რძის ქარხანაში, სადაც სხვა მსხვილ ტანკერებს სხვა რძის ფერმებიდანაც ჩამოაქვთ. მთელი ეს რძე ინახება ნედლი რძის შემნახველ სილოებში, რომელთა ტევადობაა 50,000 გალონზე მეტი და მას შემდეგ, რაც ხარისხის კონტროლის ყველა ტესტირება მისაღები იქნება, რძე მზადაა დასამუშავებლად. სიმარტივის გამო, მე განვიხილავ როგორ მუშაობს UHT სისტემა ისე, რომ დეტალურად არ განვიხილოთ კრემის და კრემის გამოყოფის პროცესი. ჩვენ ამას განვიხილავთ, როგორც რძის გადამუშავებას ნედლეულის შენახვისგან, ორთქლის ინფუზიის ტიპის სისტემის ერთეულების საშუალებით.

საწყობიდან სილოსის რძე ტუმბოს ბალანს ავზში. ბალანსის ავზიდან, კიდევ ერთი ტუმბო რძეს გადააქვს ფირფიტის სითბოს გამცვლის შესასვლელში. რეგენერაციის მარყუჟის გავლის შემდეგ, პროდუქტი გადადის სითბოს გადაცემის ფირფიტების ნაკრებში. პროდუქტი მთავრდება ფირფიტის სითბოს გამცვლის გამოსასვლელთან. აქედან პროდუქტი მიედინება ორთქლის ინფუზიის პალატაში. შემდეგ რძე ტუმბოს ჰოლდინგის მილით. შემდეგ პროდუქტი გადის ფლეშ კამერაში. რძე ამ ერთეულიდან ტუმბოს და გადადის ჰომოგენიზატორზე. ჰომოგენიზაციის შემდეგ, რძე გადის რეგენერაციული გაგრილების მარყუჟში და სითბოს გადაცემის ფირფიტების მეორე ნაკრებში. შემდეგ რძე ჩაედინება ჰოლდინგის ავზში, რომელშიც შევსების მანქანები არის მიბმული.

ბალანსი ავზი

ბალანსის ავზი არის ჭურჭელი, რომელიც ღიაა ატმოსფეროში და აქვს საკმაოდ მცირე მოცულობითი ტევადობა. ბალანსის ავზის დანიშნულებაა დამუშავების სისტემის შესასვლელი ტუმბოს მუდმივი წნევის უზრუნველყოფა, ამიტომ კავიტაციის რისკი არ არსებობს. ასევე, ბალანსის ავზის გამოყენება გამორიცხავს ზოგიერთი პროდუქტის აერაციას. როგორ შენარჩუნებულია სითხის მუდმივი დონე ამ ჭურჭელში? ინჟინრის დიზაინიდან გამომდინარე, ეს შეიძლება განხორციელდეს მრავალი გზით. გადავხედავ ერთ მიდგომას და აღვწერ სხვას.

პროდუქტი ჩაედინება წონასწორობის ავზის თავზე განთავსებული სარქველიდან და გამოდის ჭურჭლის ძირში არსებული ხვრელიდან, რომელიც გადადის დამუშავების სისტემის შესასვლელი ტუმბოსკენ. ბალანსის ავზის შესასვლელი სარქველი უნდა კონტროლდებოდეს პნევმატიურად, რომ პროდუქტი შევიდეს ბალანს ავზში ისე, რომ წონასწორობის ავზის დონე დარჩეს მუდმივი. იმისათვის, რომ ეს მოხდეს, ბალანსის ავზი უნდა იყოს აღჭურვილი დონის სენსორით, რომელსაც შეუძლია სითხის დონის დადგენა. თუ ეს სენსორი მიბმულია კომპიუტერში, რომელიც აკონტროლებს სისტემას (PLC - პროგრამირებადი ლოგიკური კონტროლერი), სითხის დონის ცვლილებები დაყენებული წერტილის ქვევით, სიგნალს გაუგზავნის PLC- ს, რომელიც ეუბნება ბალანსის ავზის შესასვლელი სარქვლის გახსნას პნევმატური წნევის მეშვეობით . სითხის დონის ცვლილებები, რომლებიც აღემატება დანიშნულ წერტილს, გაუგზავნის სიგნალს PLC- ს, რომელიც აიძულებს ბალანსის ავზის შესასვლელი სარქველს დახუროს და შეამციროს დინება. ეს არის მარტივი გამორთვის კონტროლი. მიუხედავად იმისა, რომ კონტროლის ეს მექანიზმი არსებობს საწარმოო ობიექტებში, უფრო პოპულარული სქემები იყენებენ PID ალგორითმებს ბალანსის ავზში დონის კონტროლის მიზნით, სარქვლის გახსნით მხოლოდ იმდენი, რამდენადაც საჭიროა.

მასის გადატანა ბალანსის ავზში შეიძლება მოდელირებული იყოს ნიუტონის მეორე კანონის - ბერნულის განტოლების შესაბამისად. მარტივად ნათქვამია: წნევის შემცირებისას ხდება უნებლიე, შეუსაბამო სითხის სიჩქარის ზრდა.

ფირფიტის სითბოს გადამცვლელი

რეგენერაციის მარყუჟი და ფირფიტების სითბოს გადამცვლელი

ფირფიტის სითბოს გადამცვლელები პროდუქტის სწრაფად გათბობის ან გაგრილების შესანიშნავი საშუალებაა. მოკლედ გადავხედავ რეგენერაციის მარყუჟს. ეს არის ფირფიტის სითბოს გადამყვანების გამოყენების მეთოდი ნედლეულის პროდუქტის ნაკადის გასათბობად ცხელი სტერილური პროდუქტის ნაკადის ფირფიტების მეორე მხარეს - ამას პროდუქტის პროდუქტის რეგენერაცია ეწოდება. გარდა ამისა, რეგენერაციის მარყუჟი შეიძლება იყოს სითბოს გადამტანი საშუალება, რომელიც თბება, რადგან კლებულობს ცხელი სტერილური ნაკადი და ცივდება ნედლი პროდუქტის ცივი ნაკადის დროს.

ფირფიტების შემდეგი განყოფილება ეწოდება წინასწარ გამათბობელს. ფირფიტების ამ მონაკვეთში უნდა გაათბოს ცივი ნედლეული, რომელიც ახლახანს მოვიდა ფირფიტების რეგენერაციის მონაკვეთიდან. ხშირად, ჭურვი და მილის სითბოს გადამყვანი თბება (ორთქლით) ცხელ წყალს, როგორც სითბოს გადასაცემად ფირფიტების მეორე მხარეს. პროცესისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს წინასწარ გამაცხელებელი ტემპერატურის კონტროლს. ეს შეიძლება განხორციელდეს წინასწარ გამათბობლის გამოსასვლელი ტემპერატურის მონიტორინგით, და ტემპერატურისთვის, რომელიც განსხვავდება დაყენებული წერტილიდან - პნევმატური სიგნალის გაგზავნა შესაძლებელია ორთქლის სარქვლის შენატანში გარსისა და მილის სითბოს გადამყვანში. თუ ტემპერატურა ძალიან დაბალია, ორთქლის სარქველი გაიხსნება, რაც გაზრდის ცხელი წყლის ტემპერატურას და საშუალებას მისცემს მეტ სითბოს გადაიტანონ ფირფიტების ნედლ პროდუქტზე.

ენერგიის და მასის გადაცემის მოდელირება ფირფიტის სითბოს გადამყვანებში შეიძლება ძალზე რთული იყოს დარღვევების მქონე დინამიური სისტემებისთვის. ამ თემაზე დაწერილია მრავალი წიგნი და ფირფიტის სითბოს გადამცვლელი საშუალებების ყველა ნაკრები დამოუკიდებლად უნდა შეფასდეს, თუ რა პროცესში უნდა იქნას გამოყენებული.

ძირითადი ენერგეტიკული ბალანსი აჩვენებს:

ვ₁ x სიმკვრივე₁ x გ_{გვ 1} x ΔT₁ (პროდუქტი) = V₂ x სიმკვრივე₂ x გ_{გვ 2} x ΔT₂ (მედია)

ტემპერატურის პროფილს უყურებენ LMTD (ლოგარითმული საშუალო ტემპერატურის სხვაობით).

ორთქლის საინფუზიო პალატა

ორთქლის ინფუზიის პალატა შესანიშნავი მოწყობილობაა. ამ ჭურჭელში რძე ერევა ორთქლს და გასასვლელის ნაკადის დროს აღწევს სტერილიზაციის ტემპერატურაზე. მაღალი წნევის ორთქლი კვებავს ჭურჭელს და რძე ვერტიკალურად "წვიმს" ორთქლის მეშვეობით, რითაც მაქსიმალურად იზრდება სითბოს გადაცემა ორთქლიდან რძეში, უშუალოდ ორი ნაკადის შერევის საშუალებით. ამ ერთეულის მოდელირება მოითხოვს დიდ გამოცდილებას და რთული თერმოდინამიკური პრინციპების ცოდნას.

კონტროლის მიზნით, გასათვალისწინებელი ძირითადი პარამეტრებია: ინფუზიის პალატაში სითხის დონე, ინფუზერის შესასვლელი და გამოსასვლელი ტემპერატურა, პროდუქტის ნაკადის სიჩქარე და პალატის ტემპერატურა. პალატის ტემპერატურა კონტროლდება უშუალოდ ორთქლის სარქველით, რომელიც ინფუზიას კვებავს. ინფუზერის შესასვლელი ტემპერატურა მნიშვნელოვანი პარამეტრია ციმციმის კამერის კონტროლისთვის. ეს განიხილება ფლეშ კამერის კაფსულაში.

მილის ტარება

ჰოლდინგის მილი არის მილის მონაკვეთი, რომელიც უნდა იყოს დაპროექტებული ისე, რომ დარწმუნდეს, რომ პროცესი გაანადგურებს პროდუქტში არსებულ ბაქტერიებს. ეს ხდება მილის გამოსასვლელზე ნაკადის მახასიათებლების, ყოფნის დროის და მინიმალური დასაშვები ტემპერატურის მოდელირებით. ამ გზით დამუშავებული რძე მაღალი დინების პროცესში, როგორც წესი, იქნება 290F, 60 გპმ 2 წამში, გამაგრებული მილის მთელ სიგრძეზე. მკაცრად გირჩევთ გაეცნოთ ამ მოწყობილობის მარეგულირებელ ასპექტებს.

ფლეშ პალატა

პროდუქტის შესასვლელი ციმციმის კამერაში ჯერ კიდევ ძალიან ცხელა, რადგან იგი პირდაპირ მიდის ჰოლდინგის მილიდან. ამ ერთეულის მიზანია ორთქლის ამოღება, რომელიც რძეს შეერია ორთქლის შემცველში. ამ პროდუქტის რძის / ორთქლის შესასვლელი ნაკადი გამოყოფილია ამ ჭურჭელში ორ ნაკადად. ორთქლი გამოყვანილია ვაკუუმის ჭურჭლის ზემოდან გაგრილებულ კონდენსატორში, სადაც იგი თხევად ფორმაში ბრუნდება. პროდუქტის ნაკადი არსებობს გემის ფსკერზე. პროდუქტის ტემპერატურა პალატიდან კონტროლდება, რომელიც ემთხვევა ინფუზიის შესასვლელი ტემპერატურას. ამის კონტროლი შესაძლებელია ციმციმის კამერის სითხის დონის რეგულირებით ან ვაკუუმის კონტროლით. ორთქლის ინფუზიის მსგავსად, ამ მოწყობილობის მოდელირება რთულია, რადგან ძალიან რთულია.

ჰომოგენიზატორი და საბოლოო გაგრილება

რძის გამოყოფის საკითხის თავიდან ასაცილებლად, ჰომოგენიზატორი გამოიყენება თითქმის ყველა რძის გადამუშავების ოპერაციაში. ცხიმის გლობულები მცირდება ზომით და თანაბრად იფანტება ამ დანაყოფში. ეს ხდება მსხვილი ძრავის მამოძრავებელი დგუშების საშუალებით, რძეს მცირე ხვრელების მეშვეობით. 2,000-4,000psi ზეწოლა დიდ ძალებს ახდენს რძის ინდივიდუალურ ცხიმოვან გლობულებზე. მას შემდეგ, რაც რძე ჰომოგენიზატორია, ის ახლა ჰომოგენიზებულია. იქიდან გაცივდება რეგენერაციის მარყუჟში და საბოლოო გამაგრილებელ პრესაში.

Დამატებითი ინფორმაცია

• Tetra Pak რძის გადამამუშავებელი სახელმძღვანელო
  
• ბერნულის პრინციპი - ვიკიპედია, უფასო ენციკლოპედია
  
• კონტროლის სისტემა - ვიკიპედია, უფასო ენციკლოპედია