این صفحه یک مبنای مهندسی برای طراحی پاستوریزاتور شیر است و موضوعاتی مانند گرمایش غیرمستقیم، واحد آب داغ، مبدل حرارتی صفحهای، هولدینگ تیوب، مصرف بخار، نیاز سرمایشی، الزامات CIP و کنترل فرایند را پوشش میدهد.
هدف طراحی پاستوریزاتور شیر، رساندن محصول به دمای پاستوریزاسیون، نگهداری آن برای زمان مشخص و سپس سرد کردن کنترلشده محصول است. طراحی باید بهگونهای باشد که محصول به صورت یکنواخت حرارت ببیند، زمان ماند واقعی تأمین شود و تجهیزات قابلیت شستوشوی درجا داشته باشند.
در طراحی پاستوریزاتور شیر، استفاده از گرمایش غیرمستقیم توصیه میشود. در این روش، بخار مستقیماً با شیر تماس ندارد و انرژی حرارتی ابتدا به آب داغ منتقل میشود. سپس آب داغ از طریق مبدل حرارتی صفحهای، شیر را گرم میکند.
مبنای حرارتی پیشنهادی برای پاستوریزاتور شیر، استفاده از سیستم گرمایش غیرمستقیم است. در این ساختار، بخار به عنوان منبع انرژی وارد واحد آب داغ میشود و آب داغ به عنوان سیال واسط، حرارت را به شیر منتقل میکند.
در مبدل حرارتی صفحهای، صفحه مبدل نقش جداساز بین شیر و سیال حرارتی را دارد. بنابراین شیر و آب داغ با هم مخلوط نمیشوند و انتقال حرارت از طریق سطح فلزی صفحه انجام میشود.
واحد آب داغ بین بخار و مبدل حرارتی قرار میگیرد. وظیفه این واحد، تولید و کنترل آب داغ با دمای مناسب برای گرمایش شیر است. کنترل دمای آب داغ باعث میشود گرمایش شیر پایدارتر، نرمتر و ایمنتر باشد.
هولدینگ تیوب برای تأمین زمان ماند مشخص در دبی مشخص طراحی میشود. کنترل دقیق دبی ضروری است، زیرا حجم هولدینگ و زمان ماند بر اساس دبی طراحی تعیین میشود. اگر دبی افزایش یابد، زمان ماند کاهش پیدا میکند.
مصرف بخار بر اساس بار حرارتی مورد نیاز برای گرم کردن شیر و تلفات واحد آب داغ محاسبه میشود. ابتدا بار حرارتی محصول محاسبه شده و سپس با در نظر گرفتن راندمان یا تلفات، بار سمت واحد آب داغ تعیین میشود.
در طراحی نهایی باید فشار بخار، دمای بخار اشباع، شرایط کندانس، راندمان انتقال حرارت، تلفات لولهکشی و شرایط واقعی بهرهبرداری بررسی شود.
پس از پاستوریزاسیون، شیر باید تا دمای مناسب فرآیندی یا دمای ذخیرهسازی سرد شود. بسته به دمای نهایی مورد نیاز، میتوان از آب خنک، چیلد واتر یا آب یخ استفاده کرد.
پاستوریزاتور شیر باید برای شستوشوی درجا طراحی شود. مسیرهای محصول، مبدل حرارتی، هولدینگ تیوب، شیرها، پمپها و خطوط برگشت باید قابلیت عبور محلولهای شستوشو را داشته باشند.
کنترل پاستوریزاتور باید دمای پاستوریزاسیون، دبی محصول، وضعیت شیرهای انحرافی، سطح مخازن، فشارها و شرایط CIP را پوشش دهد. دمای خروجی از بخش گرمایش و دمای انتهای هولدینگ از مهمترین نقاط کنترلی هستند.
در نقشهها و دیاگرامهای فرایندی مرتبط با سیستمهای لبنی، نشانههایی مانند HOMO، PROD. IN، CIP PR، CIP R، STEAM، CW، LYE و ACID و همچنین تگهایی مانند PC124، PC145، LIC87، LT67 و LSL67 میتوانند به عنوان سرنخهای فرایندی، کنترلی و یوتیلیتی بررسی شوند.
فرضیات نمونه: دبی شیر 10,000 kg/h، دانسیته 1030 kg/m³، ظرفیت گرمایی ویژه 3.9 kJ/kg.K، دمای ورودی 4°C، دمای پاستوریزاسیون 72°C، زمان ماند 15 s و قطر داخلی هولدینگ تیوب 38 mm در نظر گرفته شده است.
طراحی پیشنهادی برای پاستوریزاتور شیر باید بر پایه گرمایش غیرمستقیم باشد. در این روش، بخار ابتدا آب داغ را گرم میکند و آب داغ از طریق مبدل حرارتی صفحهای شیر را به دمای پاستوریزاسیون میرساند. این ساختار از تماس مستقیم بخار با شیر جلوگیری میکند و کنترل دما را پایدارتر میسازد.
این صفحه یک مبنای مهندسی ساختاریافته برای طراحی پاستوریزاتور شیر ارائه میکند و موضوعاتی مانند گرمایش غیرمستقیم، گردش آب داغ، محاسبه هولدینگ تیوب، برآورد مصرف بخار، نیازمندیهای سرمایشی، ملاحظات CIP و منطق کنترل فرایند را پوشش میدهد.