Резервуар для молочных продуктов

Полезная модель относится к молочной промышленности, и предназначена для нагрева или охлаждения находящихся в резервуаре молочных продуктов, и может быть использована в пищевой и смежных отраслях промышленности.
Известен аналогичный резервуар, предназначенный для термообработки молочных продуктов. На корпусе резервуара расположен змеевик с патрубками входа/выхода тепло/хладоносителя (чертеж резервуара ООО «Севермолмаш» прилагается) [1].
Недостатками являются низкая эффективность процесса теплообмена, длительное время тепловой обработки продукта, так как резервуар содержит один контур. В связи с этим происходит существенное падение температуры тепло/хладоносителя на выходе, по сравнению с температурой на входе, в результате интенсивность теплопередачи снижается по мере продвижения тепло/хладоносителя. При этом на дне отсутствует дополнительный змеевик, и, как следствие, снижается эффективность теплообмена.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является резервуар для молочных продуктов, содержащий корпус, имеющий теплообменную рубашку с основным и дополнительным змеевиком, имеющим витки противоположного направления по отношению к основному и связанным с последним посредством переходной камеры, расположенной в верхней части корпуса, патрубки подвода и отвода тепло/хладоносителя (SU 1242068 A1, A01J 13/00, 1986 г.) [2]. С целью повышения производительности и снижения энергозатрат соотношение площадей сечения основного и дополнительного змеевиков составляет 1,1-1,4. Каналы змеевиков выполнены из П-образного профиля с отбортовкой.
Недостатком этого резервуара является сложность конструкции, змеевики имеют противоположное направление, что создает необходимость в установке переходной камеры для изменения направления движения тепло/хладоносителя. Еще один недостаток - тепло/хладоноситель движется только по одному контуру змеевика, что является причиной большого перепада температур тепло/хладоносителя на входе и выходе из контура.
Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении эффективности и равномерности температурной обработки продукта в резервуаре.
Технический результат достигается тем, что резервуар для молочных продуктов содержит корпус, змеевики, патрубки подвода и отвода тепло/хладоносителя и, в отличие от прототипа, содержит входной коллектор для подвода тепло/хладоносителя, в котором поток тепло/хладоносителя разделяется на два контура, гидравлически уравновешенных между собой, каждый из которых включает один змеевик на дне корпуса резервуара и один змеевик на обечайке корпуса, соединенные между собой трубопроводом в виде колена, и выходной коллектор для отвода тепло/хладоносителя, в котором происходит соединение потоков тепло/хладоносителя. Змеевики состоят из отрезков штрипса, сформированных в трапециевидный или полукруглый профиль, и переходов.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 изображен резервуар для молочных продуктов; на фиг. 2 - вид снизу А, на фиг. 3 - аксонометрия; на фиг. 4 - профиль сечения каналов змеевиков.
Резервуар для молочных продуктов состоит из корпуса 1, выполненного в форме сдвоенного цилиндра (фиг. 1, фиг 2, фиг. 3), входного коллектора для подвода тепло/хладоносителя 2, двух змеевиков на дне корпуса 3, 4, двух змеевиков на обечайке корпуса 5, 6, трубопроводов в виде колена для соединения отдельных змеевиков 7, выходного коллектора для отвода тепло/хладоносителя 8, привода, перемешивающего устройства, теплоизоляции, облицовки, регулируемых опор.
Резервуар для молочных продуктов содержит два контура, гидравлически уравновешенных между собой. Каждый контур включает один змеевик на дне корпуса и один змеевик на обечайке корпуса, соединенные между собой трубопроводом в виде колена. Два контура, гидравлически уравновешенных между собой, позволяют увеличить скорость потока тепло/хладоносителя, а также уменьшить разницу температур тепло/хладоносителя на входе и выходе из контуров.
Входной коллектор для подвода тепло/хладоносителя 2 (фиг. 1, фиг. 2), а каждый контур представляет собой патрубок подвода тепло/хладоносителя 9 с муфтой; двойное Т-образное колено 10, где происходит разделение на два контура, гидравлически уравновешенных между собой; трубы 11; отводы 12; патрубки подвода тепло/хладоносителя 13 с муфтой. Муфты предназначены для удобства обслуживания коллектора и возможности отдельного подключения контуров к системе горячего водоснабжения. Также возможна конструкция входного коллектора со сварными соединениями без муфт. Входной коллектор для подвода тепло/хладоносителя 2 приваривается к каналам змеевиков на дне корпуса 3, 4 (фиг. 2).
Для соединения змеевиков на дне корпуса 3, 4 и на обечайке корпуса 5, 6 к каналам змеевиков привариваются трубопроводы в виде колена 7. Трубопровод в виде колена 7 состоит из патрубка отвода тепло/хладоносителя 14 с муфтой; отводов 15; труб 16; патрубка подвода тепло/хладоносителя 17 с муфтой. Муфты предназначены для удобства обслуживания, также возможна конструкция трубопровода со сварными соединениями без муфт. К каналам змеевиков 5, 6 приварен выходной коллектор для отвода тепло/хладоносителя 8 (фиг. 3).
Выходной коллектор для отвода тепло/хладоносителя 8 из каждого контура состоит из патрубка отвода тепло/хладоносителя 18 с муфтой; отводов 12; труб 11; двойного Т-образного колена 10, где происходит соединение двух потоков тепло/хладоносителя в один; патрубка отвода тепло/хладоносителя 19 с муфтой (фиг. 2). Также возможна конструкция выходного коллектора со сварными соединениями без муфт.
Змеевики (фиг. 4) состоят из отрезков штрипса, сформированных в трапециевидный или полукруглый профиль, и переходов. Применение трапециевидного или полукруглого профиля (фиг. 4) по сравнению с П-образным профилем позволяет увеличить отношение площади поверхности корпуса к поперечному сечению змеевика, что увеличивает скорость потока тепло/хладоносителя. Змеевики на дне корпуса 3, 4 расположены по спиральному контуру с заданным шагом. Змеевики на обечайке корпуса 5, 6 опоясывают ее по всей высоте.
Резервуар работает следующим образом. Тепло/хладоноситель под давлением подается во входной коллектор для подвода тепло/хладоносителя в каждый контур, где поток тепло/хладоносителя разделяется на два контура, гидравлически уравновешенных между собой. При движении с соответствующей скоростью тепло/хладоноситель поступает одновременно в первый и во второй контуры. Поток равномерно движется по змеевикам на дне корпуса 3, 4, переходит в соединяющие трубопроводы в виде колена и поступает в змеевики на обечайке корпуса 5, 6, таким образом поток равномерно проходит по всей поверхности корпуса резервуара. Затем два потока соединяются в выходном коллекторе для отвода тепло/хладоносителя из каждого контура.
Наличие двух контуров потока тепло/хладоносителя обеспечивает меньшее падение температуры тепло/хладоносителя на выходе из контуров, что повышает эффективность процесса теплообмена и равномерность температурной обработки продукта в резервуаре. Достигается возможность варьировать время температурной обработки продукта в соответствии с требованиями технологии его изготовления. Преимуществом змеевика из отрезков штрипса, сформированных в трапециевидный или полукруглый профиль, по сравнению с П-образным профилем, является большая скорость потока тепло/хладоносителя, что позволяет интенсифицировать теплообмен со стороны тепло/хладоносителя к стенке резервуара.
Список использованных источников.
1. ООО «Севермолмаш»: офиц. сайт [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://severmolmash.ru/.
2. SU 1242068 A1, A01J 13/00, 1986 г.