ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

При анализе способа охлаждения молока в резервуаре - охладителе было выявлено два основных недостатка, которые влияют на интенсивность этого процесса. Первый - неудовлетворительный отвод охлажденного слоя молока от теплообменной поверхности. Второй - плохое перемешивание молока по всему объему во время его охлаждения.

Для устранения недостатков в резервуаре - охладителе определили причины, которые отрицательно влияют на процесс охлаждения:

- при передаче теплоты от теплой поверхности к ее холодной поверхности в вертикальной стенке см. рис. 1. вид а.

- за счет действия гравитационного поля земли происходит отклонение движения потока теплоты вниз, что заставляет этот поток преодолевать большее расстояние в толщине стенки, чем требуется.

- при передаче теплоты через днище резервуара см. рис. 1. вид б. величина этого потока уменьшается за счет того, что вектор потока теплоты направлен вниз и не совпадает с действием подъемных сил теплых слоев молока.

Основной причиной снижения интенсивности теплообмена в резервуаре - охладителе является неправильное расположение теплообменного аппарата относительно охлаждаемого объема жидкости

Интенсивность охлаждения можно повысить за счет изменения расположения теплообменного аппарата относительно этого объема жидкости;

Рис. 1

Схемы отвода тепла от вертикальной и горизонтальной стенки охладителя

Было сделано предположение, что при охлаждении теплообменный аппарат должен постоянно находиться на поверхности молока. При таком расположении теплообменника поток теплоты направлен в сторону охлаждаемой жидкости см. рис. 2. и совпадает с направлением гравитационных сил

земли, что уменьшает затраты энергии на перемешивание молока.

Рис. 2

Схема отвода тепла с поверхности жидкости

Вследствие того, что теплообменник расположен горизонтально, поток теплоты направлен перпендикулярно к его поверхности и преодолевает расстояние внутри теплопередающей стенки, которое равно толщине этой стенки. Так как поток теплоты перемещается перпендикулярно стенке, а не вдоль стенки, то уменьшается толщина пограничного слоя, которая находится со стороны охлаждаемой среды. Все это уменьшает затраты энергии, которые необходимы для преодоления толщины пограничного слоя и толщины самой теплообменной стенки.

Для осуществления этого технологического процесса предлагается следующее устройство:

Теплообменник находится в резервуаре - охладителе и удерживается на поверхности молока. Внутрь корпуса теплообменника поступает холодная вода. В результате теплообмена между средами и разделительной стенкой происходит отвод тепла от верхнего слоя молока. В конце процесса охлаждения с противоположного края теплообменника выходит теплая вода. При охлаждении частицы верхнего слоя становятся плотнее, они опускаться вниз, и вытесняют более теплые слои молока вверх.