تُحدد حاجة مصنع الألبان للبخار، وبالتالي المرجل، من خلال ذروة البخار للآلات التي تعمل في نفس الوقت، وليس من خلال ملصق جهاز البسترة. نظرًا لأن حليب الجبن والزبادي يخرج ساخنًا من جهاز البسترة، فإن التجديد يكون محدودًا: بينما يستهلك جهاز بسترة حليب الشرب سعة 10,000 لتر/ساعة حوالي 99 كجم/ساعة من البخار، يستهلك جهاز بسترة حليب الجبن بنفس السعة حوالي 556 كجم/ساعة. في المنشآت متوسطة الحجم، غالبًا ما تكون سخانات CIP هي البند الأكبر؛ إذا تم إنتاج مسحوق الحليب، فإن ضغط المرجل يحدده مجفف الرش.
ما هي كمية البخار التي تستهلكها كل آلة؟
تم حساب القيم باستخدام محرك حسابات المعالج، مع المدخلات النموذجية لكل آلة، ولآلة واحدة. الضغط هو ضغط البخار المشبع المطلوب عند مدخل الآلة.
| الآلة | السعة النموذجية | البخار | الضغط |
|---|---|---|---|
| جهاز بسترة – حليب الشرب (HTST، استعادة 93%) | 10,000 لتر/ساعة | 99 كجم/ساعة | 3 بار مقياس |
| جهاز بسترة – حليب الجبن (مخرج 74 ← 32 درجة مئوية) | 10,000 لتر/ساعة | 556 كجم/ساعة | 3 بار مقياس |
| جهاز بسترة – حليب الزبادي / اللبن الرائب (95 ← 43 درجة مئوية) | 5,000 لتر/ساعة | 385 كجم/ساعة | 4 بار مقياس |
| جهاز بسترة الكريمة (40% دهون) | 2,000 لتر/ساعة | 79 كجم/ساعة | 3 بار مقياس |
| خزان بسترة / زبادي مزدوج الجدار (4 ← 65 درجة مئوية، 50 دقيقة) | 1,000 لتر | 148 كجم/ساعة | 1 بار مقياس |
| حوض الجبن (طهي الخثارة) | 10,000 لتر | 298 كجم/ساعة | 1 بار مقياس |
| آلة غلي وعجن جبنة القشقوان | 1,000 كجم/ساعة خثارة | 94 كجم/ساعة مباشر · 107 كجم/ساعة مغلف | 3 بار مقياس |
| مرجل اللور (مغلف، 30 ← 90 درجة مئوية، 40 دقيقة) | 1,000 لتر | 193 كجم/ساعة | 2 بار مقياس |
| مرجل القشطة / الطهي (4 ← 90 درجة مئوية) | 500 لتر | 117 كجم/ساعة | 1 بار مقياس |
| خزان المعالجة – محلول ملحي (20 ← 85 درجة مئوية، 60 دقيقة) | 2,000 لتر | 260 كجم/ساعة | 2 بار مقياس |
| غرفة تحضين الزبادي | 60 متر مربع | 26 كجم/ساعة | 1 بار مقياس |
| دائرة CIP (سخان ΔT 20 كلفن) | 20 متر مكعب/ساعة | 775 كجم/ساعة | 5 بار مقياس |
| غسيل الصناديق (نوع النفق) | 1,000 صندوق/ساعة | 250 كجم/ساعة | 3 بار مقياس |
| غسيل العلب (الجرار) | 60 علبة/ساعة | 42 كجم/ساعة | 3 بار مقياس |
| غسيل الصهاريج / الصوامع | صهريج 25 متر مكعب | 349 كجم/ساعة | 5 بار مقياس |
| مياه ساخنة للعمليات / التنظيف (15 ← 65 درجة مئوية) | 5 متر مكعب/ساعة | 486 كجم/ساعة | 3 بار مقياس |
| UHT – غير مباشر (صفائحي / أنبوبي) | 10,000 لتر/ساعة | 269 كجم/ساعة | 7 بار مقياس |
| UHT – بخار مباشر (حقن / تسريب) | 10,000 لتر/ساعة | 1,460 كجم/ساعة (1,147 كجم/ساعة تدخل المنتج) | 8 بار مقياس |
| مبخر (TVR 5 تأثير، 12.5% ← 50%) | 20,000 كجم/ساعة تغذية | 2,150 كجم/ساعة | 10 بار مقياس |
| مجفف رش (هواء 210 درجة مئوية، مسحوق حليب) | 5,000 كجم/ساعة مركز | 4,119 كجم/ساعة | 23.3 بار مقياس |
مثال: منشأة جبن وزبادي 150 طن/يوم
قالب “منشأة متوسطة · 150 طن/يوم” في المعالج: منشأة تنتج الجبن الأبيض، القشقوان، الزبادي / اللبن الرائب، والزبدة، وتعمل ورديتين (16 ساعة). افتراضات غرفة المرجل: فقدان الخط 5%، عودة المكثفات 70%، هامش نمو 10%، مياه التغذية 15 درجة مئوية، وقود الغاز الطبيعي.
| الآلة | العدد × السعة | الذروة (كجم/ساعة) | التزامن | المدرج في الحساب (كجم/ساعة) |
|---|---|---|---|---|
| جهاز بسترة – حليب الجبن | 1 × 10,000 لتر/ساعة | 556 | 100% | 556 |
| جهاز بسترة – حليب الزبادي / اللبن الرائب | 1 × 5,000 لتر/ساعة | 385 | 100% | 385 |
| جهاز بسترة الكريمة | 1 × 1,000 لتر/ساعة | 39 | 100% | 39 |
| غلي وعجن القشقوان (مغلف) | 1 × 1,000 كجم/ساعة | 107 | 100% | 107 |
| حوض الجبن | 1 × 10,000 لتر | 298 | 50% | 149 |
| مرجل اللور (مغلف) | 2 × 2,000 لتر | 771 | 50% | 385 |
| غرفة تحضين الزبادي | 2 × 60 متر مربع | 52 | 100% | 52 |
| خزان المحلول الملحي | 1 × 2,000 لتر | 260 | 30% | 78 |
| دائرة CIP (بما في ذلك خط الصهريج) | 4 × 20 متر مكعب/ساعة | 3,100 | 50% | 1,550 |
| غسيل الصناديق | 1 × 1,000 صندوق/ساعة | 250 | 100% | 250 |
| مياه ساخنة للعمليات / التنظيف (15 ← 60 درجة مئوية) | 1 × 3 متر مكعب/ساعة | 263 | 50% | 131 |
- الحاجة المتزامنة للآلات 3,683 كجم/ساعة؛ فقدان الخط +184 كجم/ساعة، بخار نازع الهواء +308 كجم/ساعة، هامش النمو +418 كجم/ساعة.
- الحاجة المحسوبة 4,593 كجم/ساعة ← مرجل بخار موصى به 5 طن/ساعة.
- ضغط تشغيل المرجل 6.5 بار مقياس (أعلى استخدام CIP 5 بار مقياس + 1.5 بار هامش)، فئة ضغط التصميم 8 بار.
- القدرة الحرارية للمرجل ≈ 2,977 كيلوواط ≈ 2,560,000 كيلو كالوري/ساعة؛ مياه التغذية ≈ 105 درجة مئوية (مع نازع الهواء).
- الغاز الطبيعي عند الحمل الكامل ≈ 337 متر مكعب قياسي/ساعة؛ عند الحمل المتوسط (≈ 3,065 كجم/ساعة بخار) ≈ 243 متر مكعب قياسي/ساعة.
- أكبر حصة هي لدوائر CIP (42%). متوسط الصناعة ≈ 327 كجم بخار / طن حليب؛ متوافق مع نطاق 100-560 كجم/طن في AB BREF 2019.
بنفس المحرك، مصنع ألبان صغير (20 طن/يوم؛ جبن أبيض، زبادي، لور؛ وردية واحدة) يستهلك ≈ 704 كجم/ساعة ويتطلب مرجل 0.9 طن/ساعة · 6.5 بار مقياس (≈ 491,000 كيلو كالوري/ساعة). منشأة متكاملة كبيرة (1,500 طن/يوم؛ حليب شرب، UHT، زبادي، جبن، و 500 طن/يوم مسحوق حليب) تستهلك 18,824 كجم/ساعة بخار عملية؛ مع الهوامش 23,563 كجم/ساعة ← 24 طن/ساعة · 24.8 بار مقياس (فئة 25 بار).
نوع وضغط المرجل لمصنع الألبان
في منشأة الألبان، السائل هو البخار: يتم تسخين حليب الزبادي إلى 95 درجة مئوية، اللور إلى 90 درجة مئوية، حليب UHT إلى 138-142 درجة مئوية؛ يتم إضافة البخار المباشر لغلي القشقوان و UHT إلى المنتج. مرجل الماء الساخن بدرجة حرارة 90 درجة مئوية لا يلبي هذه الأحمال. يحدد ضغط المرجل الآلة التي تتطلب أعلى ضغط:
- منشآت الجبن، الزبادي، اللبن الرائب: CIP وجهاز بسترة الزبادي 4-5 بار مقياس ← مرجل 6.5 بار مقياس، فئة 8 بار.
- خط UHT: 7-8 بار مقياس ← مرجل 9.5 بار مقياس، فئة 10 بار.
- مبخر TVR: بخار دافع 10 بار مقياس ← مرجل 11.5 بار مقياس، فئة 12 بار.
- مسحوق الحليب: للهواء المجفف بدرجة حرارة 210 درجة مئوية ≈ 23.3 بار مقياس بخار مطلوب ويعمل المرجل عند 24.8 بار مقياس (فئة 25 بار). إذا تم تغذية سخان الهواء للمجفف بالزيت الحراري، فإن مرجل البخار في القالب الكبير ينخفض إلى 18 طن/ساعة · فئة 12 بار، ويضاف إليه مرجل زيت حراري ≈ 3,250,000 كيلو كالوري/ساعة.
للاحتياجات التي تصل إلى 6 طن/ساعة، مرجل البخار النوع المعبأ و النوع الهجين مناسبان؛ في المنشآت الأكبر، مرجل البخار النوع الأنبوبي المائي برأس مناسب؛ عند 2 طن/ساعة وما فوق، يجب إضافة المقتصد الحراري (Economizer) الذي ينقل حرارة غاز العادم إلى مياه التغذية. يمكن أيضًا تقييم خيار مرجل الزيت الحراري لمجفف مسحوق الحليب. نظرًا لأن البخار يختلط بالمنتج في غلي القشقوان و UHT المباشر، يلزم بخار مطبخ مفلتر ومفصول ومعالجة مياه مرجل مناسبة للطعام.
كيف يتم الحساب؟
ṁ هو معدل تدفق الحليب (كجم/ثانية)، cp ≈ 3.9 كيلوجول/كجم·كلفن، t₃ هي درجة حرارة خروج الحليب من جهاز البسترة، η ≈ 0.95 كفاءة التسخين، hfg هي حرارة التبخر عند ضغط الاستخدام. نظرًا لأن حليب الجبن يخرج عند 32 درجة مئوية، يمكن أن يصل التجديد كحد أقصى إلى (74 − 32) ÷ (74 − 4) = 60%؛ في حليب الشرب يرتفع إلى 93%. يحسب المعالج ذروة التسخين ومتوسط الدورة بشكل منفصل في الآلات الدفعية (مرجل اللور، الخزان، حوض الجبن)، ويطبق التزامن (دوائر CIP 30-60%، مراجل اللور التي تعمل بالتتابع 50%)، ثم يضيف فقدان الخط، بخار نازع الهواء (تلقائي فوق 1.5 طن/ساعة)، التصريف (Blowdown)، وهامش النمو؛ يُفترض أن 70% من المكثفات غير المباشرة تعود.
يمكنك تفصيل استهلاك الوقود للمرجل الموصى به باستخدام أداة استهلاك وقود المرجل.
للحساب باستخدام قائمة الآلات الخاصة بك، استخدم المعالج في أعلى الصفحة؛ لجميع القطاعات حساب سعة المرجل.
نتائج المعالج هي تقديرات لتقديم فكرة أولية؛ يجب تحديد اختيار المرجل من خلال مسح الموقع وحساب هندسي. للحصول على دعم هندسي أولي مجاني، اتصل بنا.