72 / 80
íåíòíîãî ñíèæåíèÿ è ïîääåðæàíèÿ òåìïåðàòóðû
ñãóùåííîãî ìîëîêà íèæå ðàâíîâåñíîé òåìïåðàòóðû
âîäíîãî ðàñòâîðà ëàêòîçû. Èíòåíñèâíîñòü ïðîöåññà
êðèñòàëëèçàöèè ëàêòîçû â ïåðâóþ î÷åðåäü îïðåäå-
ëÿåòñÿ óñëîâèÿìè òåïëîîáìåíà. Êàê èçâåñòíî, íàè-
áîëüøóþ íåîïðåäåëåííîñòü â ïðîöåññ ïåðåíîñà òåï-
ëîòû âíîñÿò êîýôôèöèåíòû òåïëîîáìåíà ìåæäó
òåïëîïåðåäàþùåé ïîâåðõíîñòüþ è òåïëîíîñèòåëÿ-
ìè.  äàííîì ñëó÷àå òåïëîíîñèòåëÿìè ÿâëÿþòñÿ ëå-
äÿíàÿ âîäà è ñãóùåííîå ìîëîêî ñ ñàõàðîì.
Òåïëîîáìåí ìåæäó ïîòîêîì âîäû è òåïëîïåðåäà-
þùåé ïîâåðõíîñòüþ èçó÷åí äîñòàòî÷íî õîðîøî ïðè
ðàçëè÷íûõ ðåæèìàõ äâèæåíèÿ òåïëîíîñèòåëÿ. Èñ-
ñëåäîâàíèå òåïëîîáìåíà ìåæäó ïðîäóêòîì (ñãóùåí-
íûì ìîëîêîì ñ ñàõàðîì) è òåïëîïåðåäàþùåé ïî-
âåðõíîñòüþ ïðîâîäèëîñü íà ýêñïåðèìåíòàëüíîì
ñòåíäå, îñíîâà êîòîðîãî — ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ìî-
äåëü ïðåäëàãàåìîãî àïïàðàòà.
Èçâåñòíî, ÷òî ìåæäó ãèäðîäèíàìè÷åñêèìè è òåï-
ëîâûìè êðèòåðèÿìè ñóùåñòâóåò ôóíêöèîíàëüíàÿ
çàâèñèìîñòü. Äëÿ îõëàäèòåëåé ñêðåáêîâîãî òèïà ýòà
çàâèñèìîñòü, êàê ïðàâèëî, îãðàíè÷èâàåòñÿ ñóùåñò-
âåííûì âëèÿíèåì ëèøü äâóõ êðèòåðèåâ, è çàêîíî-
ìåðíîñòè òåïëîîáìåíà â ýòîì ñëó÷àå îïèñûâàþòñÿ
êðèòåðèàëüíûìè óðàâíåíèÿìè âèäà
Nu =
A
Re
m
Pr
k
,
(1)
ãäå Nu — ÷èñëî Íóññåëüòà; Re, Ðr — êðèòåðèè Ðåé-
íîëüäñà è Ïðàíäòëÿ;
A
,
m
,
k
— ýêñïåðèìåíòàëüíî
îïðåäåëÿåìûå êîýôôèöèåíò è ïîêàçàòåëè ñòåïåíè.
Ïîñðåäñòâîì îáðàáîòêè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ äàí-
íûõ ïîëó÷åíû ÷èñëåííûå çíà÷åíèÿ êîýôôèöèåíòà
À
è ïîêàçàòåëåé ñòåïåíè
m
,
k
, ïðè ýòîì óðàâíåíèå (1)
èìååò âèä
Nu = 0,025–Re
1,89
Pr
0,4
(2)
Óðàâíåíèå ñïðàâåäëèâî ïðè 1,48
≤
Re
≤
18,24,
0,57 · 10
4
≤
Pr
≤
2,75 · 10
4
.
 ÷èñëå Íóññåëüòà, êðèòåðèÿõ Ðåéíîëüäñà è
Ïðàíäòëÿ òåïëîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ñãó-
ùåííîãî ìîëîêà ñ ñàõàðîì îòíåñåíû ê åãî ñðåäíå-
ëîãàðèôìè÷åñêîé òåìïåðàòóðå.
Îïðåäåëÿþùèì ðàçìåðîì ÷èñëà Íóññåëüòà è êðè-
òåðèÿ Ðåéíîëüäñà ÿâëÿåòñÿ ýêâèâàëåíòíûé äèàìåòð
êàíàëà ïðîõîæäåíèÿ ñãóùåííîãî ìîëîêà. Ïðè âû-
÷èñëåíèè êðèòåðèÿ Ðåéíîëüäñà ñëåäóåò îïåðèðîâàòü
ïåðåíîñíîé ñêîðîñòüþ ñãóùåííîãî ìîëîêà ñ ñàõà-
ðîì â ïðîäóêòîâîì êàíàëå.
Ïåðåíîñíàÿ ñêîðîñòü ñãóùåííîãî ìîëîêà îïðåäå-
ëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì.
Ðàññìîòðèì ôðîíòàëüíîå ñå÷åíèå ïðîäóêòîâîãî
êàíàëà, ïîêàçàííîå íà ðèñ. 3. Îáîçíà÷åíèÿ äèàìåò-
ðîâ ñîîòâåòñòâóþò ðèñ. 1,
α
— ïðîèçâîëüíûé óãîë
ìåæäó íîæàìè. Ìàêðî÷àñòèöà ñãóùåííîãî ìîëîêà
À
, íàõîäÿñü â êàíàëå ìåæäó äâóìÿ íîæàìè äèñêà, îä-
íîâðåìåííî ó÷àñòâóåò â ïîñòóïàòåëüíîì äâèæåíèè,
ïðèîáðåòàÿ ðàäèàëüíóþ ñêîðîñòü
ω
r
, è âðàùàòåëü-
íîì, îáóñëîâëåííûì óãëîâîé ñêîðîñòüþ äèñêà è
ïðèäàþùèì åé òàíãåíöèàëüíóþ ñêîðîñòü
ω
τ
.
Ðåçóëüòèðóþùåé ñêîðîñòåé ÿâëÿåòñÿ ïåðåíîñíàÿ
ñêîðîñòü
ω
.
70
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 8, 2011
Ледяная вода
Прод т
D d
3
S
2
δ
2
d
1
d
2
δ
2
S
1
D
= 392 мм
d
1
= 40 мм
d
2
= 70 мм
d
3
= 382 мм
S
1
= 5 мм
S
2
= 6 мм
δ
1
= 2 мм
δ
2
= 3 мм
Ðèñ. 1. ß÷åéêà ïîòî÷íîãî àïïàðàòà äëÿ êðèñòàëëèçàöèè
ëàêòîçû
1
2
3
Ледяная
вода
Ледяная
вода
3 °С
Ледяная
вода
3 °С
Ледяная
вода
Взвесь
затрав и
Прод т
Прод т
33 °С
55 °С
33 °С
20 °С
Ðèñ. 2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ïîòî÷íîãî àïïàðàòà äëÿ
êðèñòàëëèçàöèè ëàêòîçû: 1 – ïåðâàÿ ñåêöèÿ îõëàæäåíèÿ;
2 – âòîðàÿ ñåêöèÿ îõëàæäåíèÿ; 3 – äèñêîâûé îáðàáîòíèê
d
3
ω
1
d
2
ω
τ
d
3
A
A
ω
ω
D
α
Ðèñ. 3. Ôðîíòàëüíîå ñå÷åíèå ïðîäóêòîâîãî êàíàëà ïîòî÷íî-
ãî àïïàðàòà äëÿ êðèñòàëëèçàöèè ëàêòîçû
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека