Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 2

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки \$1

пищевых сред

Перегородка 3 служит одновременно нагревателем воды, и в нее подается пар давле-

нием 150 кПа. Верхняя часть аппарата закрыта вытяжной крышкой 6, на которой ус-

тановлена воздуходувка 7. Она забирает горячий воздух из-под крышки и по воздухо-

воду 8 под давлением подает его к форсункам 9. В результате создаются турбулент-

ные потоки, обеспечивающие быстрый и равномерный прогрев поверхности тушки

птицы. Пространство между крышкой и корпусом аппарата закрыто боковыми пане-

лями 5, которые можно легко демонтировать при мойке и чистке аппарата.

По сравнению с оборудованием, рассмотренным ранее, аппараты с барботиро-

ванием воздуха более компактны, они характеризуются большей вместимостью по

продукту (на 1 м

объема) и меньшими потерями теплоты в окружающую среду. С

исключением механических насосов упрощается обслуживание аппарата и снижа-

ются энергозатраты.

Для уменьшения расхода воды аппарат разделен на «грязную» 1 (рис. 18.20, б) и

«чистую» 2 секции. Между ними установлена переходная секция с водяным душем

с помощью которого тушки ополаскиваются.

Печь опал очная

К7-ФОЖ

(рис.

18.21,

а) состоит из опорной рамы 1, подвиж-

ных полуцилиндров 7, механизма передвижения полуцилиндров 2, приспособления

для закрепления туш 3, вытяжного зонта 4, трубопровода для подачи топлива и пара

(воздуха) к специальным форсункам, топливной системы, предназначенной для соз-

дания факела опалки в полости между полуцилиндрами. Рама, на которую опирают-

ся полуцилиндры, выполнена из швеллера и толстолистовой стали. К ней также кре-

пится механизм передвижения полуцилиндров, представляющий систему рычагов,

через которые полуцилиндры перемещаются вручную или воздухом (паром).

Полуцилиндры футерованы с внутренней стороны огнеупорным кирпичом с

прокладкой минерального войлока и асбеста. В период рабочего цикла полуцилинд-

ры образуют емкость, в которой происходит опаливание туши. Приспособление для

закрепления туши позволяет фиксировать ее с помощью пальца 5 в центре печи в

период опаливания. При открывании печи туша выкатывается по наклонному рель-

су 6. Вытяжной зонт предназначен для вытяжки отработанных газов и пара. Свиная

туша поступает к печи в вертикальном положении. Рабочий приводит в действие

рычагом механизм, который раздвигает печь на две половины. Туша по наклонному

подвесному пути направляется в печь, где задерживается пальцем. В это время ра-

бочий сдвигает полуцилиндры печи. После окончания опалки печь раскрывают и

туша по наклонному пути отводится из печи; одновременно в печь поступает неопа-

ленная туша. Рельс подвесного пути, проходящий через печь, охлаждается водой.

Печь опалочную К7-Ф02-Е (рис.

18.21,

б) применяют для непрерывной опал-

ки туш свиней полной и со снятием крупона. Она состоит из боковых пустотелых

щитов 1, вытяжных зонтов 2, устройства для ориентации туш 3, подвесного пути 5,

водопровода 4 для его охлаждения, контрольного электрода 6, горелочного устрой-

ства 7 и запальника.

Газ,

природный или сжиженный, поступает в горелочное устройство 7 печи, где

за счет инжектирования образуется горючая смесь, которая, выходя из отдельных

смесителей, попадает в горелочный туннель, общий для вертикального ряда горелок.

Туши опаливаются, проходя через печь. В пустотелых боковых щитах и двой-

ных стенках вытяжных зонтов движется охлаждающий воздух, что препятствует

перегреву стенок печи и преждевременному прогоранию зонтов. Вода, вводимая на

участок подвесного пути с трубопроводов, охлаждает его направляющую для туш и

182

Часть

Машины

аппараты-преобразователи

пищевых

сред

используется для орошения после опалки. При опалке свиней со снятым крупоном

горелочные устройства печи, соответствующие его расположению, отключаются, а

высота пламени регулируется по верхней границе крупона поворотными щитками.

Рис.

18.21 Печи опалочные:

- печь

К7-ФОЖ;

б - печь К7-Ф02-Е; в - печь Я4-ФОШ

Печь опал очная Я4-ФОШ (рис. 18.21, в) предназначена для непрерывной

опалки остатков волоса с шерстных субпродуктов. Станина 1 печи сварной конст-

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки

пищевых сред

1470

Рис.

18.22 Аппарат РЗ-ФГО для опалки тушек птицы

рукнии из профильного проката, на который установлен чугунный барабан 3, вра-

щающийся на двух парах опорных роликов 77, установленных на подшипниках 8

станине. В передней части барабана, вращающегося с частотой 0,13 с

-1

, на станине

установлены загрузочный люк,

7 и патрубок 6 для отвода продуктов горения. Задняя

часть барабана открыта для непрерывного выхода опаленных субпродуктов. Кроме

того,

в задней части барабана для создания зоны горения имеются 962 отверстия

диаметром 22 мм, через которые пламя подается внутрь барабана. Под барабаном

расположен газовый коллектор 2 с горелками. Газ к горелкам подводится по трубо-

проводу от газогенераторной станции или общей газовой сети через штуцер, распо-

ложенный в середине коллектора. Расход газа составляет 12... 15 м

/ч. Снаружи ба-

рабан закрыт кожухом 4, который на месте установки изолируют асбозуритом, асбе-

стом или ньювелем.

Привод 14 барабана смонтирован на площадке 13, закрепленной в нижней части

станины, и состоит из электродвигателя 10 мощностью 0,6 кВт и червячного редукто-

ра 12, соединенных муфтой 9. На выходном валу редуктора установлена звездочка 75,

которая с помощью цепи соединена со звездочкой 5, насаженной непосредственно на

барабан. Печь монтируется с уклоном 4...8° в сторону выхода опаленных субпродук-

тов и крепится фундаментными болтами. Через загрузочный люк в печь загружаются

субпродукты, прошедшие обезвоживание в центрифуге. Расположенными вдоль всего

барабана горелками сжигаются остатки волоса. В результате вращения и наклона ба-

рабана осуществляются непрерывная обработка и выгрузка субпродуктов из печи.

Технические характеристики опалочных печей приведены в табл. 18.5.

Аппарат

РЗ-ФГО

(рис. 18.22) предназначен для опалки тушек птицы. Его мон-

тируют на станине 13 под технологическим конвейером, и тушки проходят между

двумя щитками 7, на которых установлено по шестнадцать горелок 6.

184

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

В горелках сгорает газовоздушная смесь, образующаяся в смесителях 8, в кото-

рые поступают газ и воздух по трубам соответственно 2

vs.

5. Расход газа и воздуха

регулируется кранами 3 и 4. Смесь поджигается запальниками 7. Положение каждого

из щитков относительно конвейера регулируют автономно в вертикальном на 160 мм

и горизонтальном на 150 мм направлениях с помощью ходовых винтов 9, 12, гаек 10,

14, маховиков 11,15.

Таблица

18.5

Техническая характеристика опалочных печей

Показатель

К7-ФОЖ

К7-Ф02-Е

Я4-ФОШ

Производительность,

туш в час

200

120...240

500

Продолжительность

опалки, с

18...20

25...30

Скорость

конвейера, м/с

0,03; 0,06

Габаритные

размеры, мм

2500x2150x15

000

2100x2350x11

500

3500x1000x1500

Масс,

кг

2310

2000

750

Инженерные расчеты. Расход пара в шпарителях

D„

(кг/с) определяют по формуле

А,

об

1{К

-»»).

где

Фобщ

- общий расход теплоты, Вт; i„, i

- удельная энтальпия греющего пара и

конденсата, Дж/кг.

Общий расход теплоты Ф„в

(Вт) рассчитывается как

Фобщ

+ Фг +

Фз +

+ Ф

Фь>

где Ф\ - расход теплоты на нагрев продукта, Вт; Ф

- расход теплоты на нагревание ап-

парата, Вт; Фз - расход теплоты лучеиспусканием и конденсацией, Вт; Фл - потери теп-

лоты из-за утечки пара через уплотнения, Вт; Ф

- расход теплоты с открытой поверх-

ности аппарата, Вт; Ф

- расход теплоты на подогрев воды, доливаемой в аппарат, Вт.

Пропускная способность шпарильного чана П

(шт/мин) рассчитывается как

=Ь/(1-х),

где L - рабочая длина чана, м; / - расстояние между тушами, м; т - продолжитель-

ность обработки, мин (при температуре шпарки 62...64 °С).

Производительность шпарильных ванн для шерстных субпродуктов П„ (кг/с)

определяется по формуле

П„={Грфх

где V - объем шпарильной ванны, м

; р - плотность сырья, кг/м

; cj - коэффициент

заполнения ванны (%= 0,7...0,8); х

- продолжительность цикла, с (х

=Т1+т

+тз,

здесь

Т]

- продолжительность загрузки, с; т

- длительность шпарки, с; т

- продол-

жительность выгрузки, с).

Длительность шпарки т

(с) определяется по формуле

Ч=Я^[к

{Т

-Т

-АТ)},

-у

где q\ - удельное количество теплоты, кДж/м' (q\ = 1250...2500); к\ - коэффициент,

учитывающий условия теплообмена (£i = 0,4...1,0); a

- коэффициент теплоотдачи,

Вт/(м

К) (а,„ = 480...2400 - для воды при свободной циркуляции; а

= 900...4800 -

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки 185

пищевых сред

для воды с принудительной циркуляцией; а

= 11

ООО...

ООО

- для кипящей воды);

Т„

- температура греющей среды и средняя температура поверхности, К; АТ -

температурное сопротивление волосяного покрова, К (АТ = 5...

К).

Тепловой баланс опалочной печи в общем виде выражается следующей зависи-

мостью:

Фобщ

=Ф,+Ф

где Ф„б

- общий расход теплоты, поступающей в опалочную печь, Вт (Ф

(17...25)-

Л7,

здесь п - число туш); Ф

- расход полезной теплоты, используе-

мой для опалки туш, и потери теплоты, Вт.

Для определения потерь теплоты Ф

необходимо учитывать нагрев всех элемен-

тов опалочной печи, соприкасающихся с газом, нагрев охлаждающей воды и потери

с уходящими газами, температура которых составляет 900.. .950 °С.

Производительность опалочных печей периодического действия П„ (кг/с) опре-

деляется по формуле

П„ -(;ш)/т

((

где z - число туш, помещаемых в печь, шт.; т - масса туши, кг; х

- продолжитель-

ность цикла опалки, с (х

= т

то

+ т

, где т

- продолжительность загрузки туши, с;

то - продолжительность опалки, с;

т„—

продолжительность выгрузки туши, с).

Производительность непрерывнодействующих опалочных печей П

(кг/с) опре-

деляется как

= (z

-m-t)/x

где z

- число туш, находящихся на единице длины печи, шт/м; т - масса туши, кг; t

- шаг подвески туш, м; х

- продолжительность движения туши через печь, с.

Мощность электродвигателя N (кВт) привода конвейера опалочной печи

/V = (Fvgri

)/100<hb

где F - тяговое усилие привода, Н; v - скорость конвейера, м/с (v =

L/x„,

где L - длина

рабочей части конвейера, м; =

18..

.20 - продолжительность опалки, с); г\

- коэффи-

циент запаса мощности (г)

= 1,2..

.1,25);

л - КПД привода (г| = 0,7.. .0,75).

...Человек,

который хочет

стать

ученым,

должен

как

можно скорее

развить

себе

способность

много

работать... К

этому

добавил

бы еще

одно

качество,

особенно

важное

для ученого, -

абсолютная

честность. Человек,

склонный

искажать

факты,

приписывать

себе

не

принадлежащие

ему идеи,

никогда

не

сможет

стать

настоящим

ученым...

ЛАВРЕНТЬЕВ

МИХАИЛ

АЛЕКСЕЕВИЧ

(1900-1980),

математик

и механик,

академик

АН

СССР

18.8 ОБЖАРОЧНЫЕ АППАРАТЫ,

ПЕЧИ ДЛЯ ЗАПЕКАНИЯ И ЖАРОВНИ

Жаровня ПГ-150М (рис. 18.23) предназначена для обжаривания кукурузных

хлопьев, выходящих из двухвальцовой плющильной установки для зерна, и состоит

из корпуса 8, скребкового транспортера 23, барабана 12, опорных роликов 21, газо-

вых горелок 22, газопровода И, привода и электрооборудования.

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки ] 87

пищевых сред

Сварной корпус 8 состоит из боковых и торцевых стенок, плоского днища и

крышки. Стенки корпуса заполнены изоляционным слоем из листового асбеста. На

корпусе смонтированы патрубки с поворотными клапанами 13, смотровые дверки 9,

газоходы 7, воздушные люки 70, желоба 7 и 2.

Барабан 72 представляет собой сварной цилиндр, состоящий из обечайки и тор-

цевых стенок, к которым крепятся патрубки 3 и 14. На патрубке 3 установлены зубча-

тое колесо 5, съемный бандаж с ребордой 6, крышка 4 со смотровым окном 20, а на

патрубке 14 - съемный бандаж 15 и крышка 16 с загрузочным отверстием. Внутри

обечайки барабана приварены винтовые лопасти для перемещения продукта в процес-

се обжаривания. Обечайка барабана имеет участки в виде цилиндрических сит с

отверстиями диаметром 3 мм и сплошные цилиндрические участки. Со стороны вы-

грузки на обечайке предусмотрены отверстия для вывода продукта. Барабан своими

бандажами опирается на опорные ролики 27, смонтированные на торцевых стенках

корпуса печи. В нижней части корпуса, под барабаном, проходит скребковый транс-

портер 23, предназначенный для удаления мелких частиц продукта - высевок.

Под сплошными участками обечайки барабана размещены горелки 22, газ в ко-

торые поступает по газопроводу 77. Привод барабана состоит из электродвигателя

77,

клиноременной 18 и зубчатых передач. Привод скребкового транспортера осу-

ществляется посредством клиноременной передачи 19 от ведомого вала 18.

Кукурузные хлопья через загрузочное отверстие поступают в горизонтальный

цилиндрический барабан. Сплошные цилиндрические участки вращающегося бара-

бана прогреваются пламенем горелок. Винтовыми лопастями обечайки продукт в

процессе обжаривания перемещается к выгрузочным желобам.

В результате теплового воздействия происходит выделение влаги, свертывание

белков и поджаривание хлопьев, влажность которых при этом снижается с

14...

до

1,5...5

%. Благодаря карамелизации сахара на поверхности хлопьев, последние ста-

новятся влагонепроницаемыми, что позволяет хранить их длительное время.

Мелкие частицы хлопьев (высевки) через цилиндрические сита барабана пада-

ют на дно печи и скребковым транспортером перемещаются к выходному желобу.

Обжаренные хлопья проходят через отверстия в конце цилиндра и по желобу

выводятся из барабана.

Горячий воздух, насыщенный водяными парами, удаляется через патрубки с

поворотными клапанами.

Обжарочный аппарат «Пробат» (рис. 18.24) предназначен для обжаривания

кофе и устанавливается в линиях производства натурального и растворимого кофе.

Аппарат состоит из корпуса с вращающимся внутри обжарочным барабаном 1,

охлаждающей чаши 4 диаметром 2,5 м, камнеотборника 3 и бункера 2 для обжарен-

ного кофе.

В корпусе предусмотрены люки для наблюдения за работой горелок и провет-

ривания топочного производства после окончания работы.

В верхней части корпуса находится вентилятор для отвода газов из барабана. На

корпусе установлен бак для воды с регулирующим устройством. В топочном про-

странстве расположена газовая горелка, имеющая три зоны сгорания газа в зависи-

мости от его количества.

Внутри барабана закреплены лопасти, размещенные по винтовой линии, кото-

рые служат мешалкой, а по оси барабана проходит полая труба для подачи воды

в барабан.

188

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Воздух

Продут

Воздух

24 Обжарочный аппарат «Пробат»

С одной стороны (с торца) бара-

бан оборудован глухой стенкой с ок-

ном, в которой смонтирован краник

для отбора пробы обжаренного кофе

и размещен термометр для контроля

температуры дымовых газов. С дру-

гой стороны стенка барабана сетча-

тая.

Обжаренный кофе автоматически

выгружается из барабана в охлаж-

дающую чашу через щель, образую-

щуюся между барабаном и торцевой

крышкой. Дно чаши изготовлено из

перфорированной стали. Внутри чаши

размещены мешалки. Кофе охлажда-

ется воздухом, который подается вен-

тилятором через слой зерен сверху и

отбирается внизу чаши, что не создает

условий для образования псевдоожиженного слоя.

Камнеотборник установлен в пневмотрубопроводе. В последнем имеется вы-

движная сетка, а сбоку сделаны щели, размер которых регулируется вручную за-

слонкой. При закрытых щелях камни не отделяются. Отрегулированный размер ще-

лей уменьшает поток воздуха через сетчатое дно, благодаря чему захватываются

только зерна кофе, а камни остаются на сетке. Сетчатое дно периодически вынима-

ют для очистки от камней.

Очищенные зерна кофе или смесь разных сортов (240 кг) поступают в предвари-

тельно разогретый до 215...220 °С обжарочный барабан, причем температура в нем

сначала резко снижается, а затем постепенно повышается до заданной (160...180 °С).

Обжаривание продолжается 20...23 мин. В это время кофе интенсивно переме-

шивается. К концу обжаривания в барабан в течение 50 с подают воду для увлажне-

ния зерен, после чего кофе перемешивается в среде дымовых газов и водяного пара,

выход которых из барабана на это время закрывается. Это снижает потери аромати-

ческих веществ.

Нормальный режим работы обжарочного аппарата обеспечивается автоматиче-

ски взаимодействием систем вентиляции, пневмоавтоматики и обогрева. Вентиля-

ционная система оборудована одним приточным и двумя вытяжными вентилятора-

ми.

Воздушная и отопительная системы аппарата управляются автоматически в со-

ответствии с заданным режимом работы. Таким образом, наличие центрального

управления позволяет задавать и автоматически поддерживать технологический ре-

жим обжаривания.

Аппарат ТНА-240 (рис. 18.25) предназначен для обжаривания кофе, ячменя,

ржи, цикория, сои и т.п. Управление аппаратом ведется в автоматическом режиме

по любой из шести программ.

Аппарат состоит из обжарочного барабана 1, охладителя 4, дожигателя 2 и за-

грузочного бункера 3. Охладитель представляет собой чашу круглой формы с вра-

щающимися лопатками, перемешивающими продукт для интенсивного охлаждения,

оснащен вентилятором и циклоном-очистителем.

Глава 18 Оборудование для ведения процессов выпечки и обжарки

пищевых сред

189

Рис.

18.25 Обжарочный аппарат ТНА-240

Когда в обжарочном барабане достигается нужная температура и загрузочный

бункер заполнен, продукт поступает в барабан и обрабатывается в заданном режиме.

После обжаривания продукт выгружается через переднюю торцевую крышку бара-

бана в охладитель.

Процессы загрузки, обжаривания и выгрузки продукта автоматизированы.

Аппарат снабжен дожигателем дыма, который установлен у выхода вентилято-

ра всасывания и служит для очистки воздуха, выбрасываемого в окружающую сре-

ду. Раз в неделю производится чистка дожигателя. Техническая характеристика об-

жарочных аппаратов приведена в табл. 18.6.

Таблица 18.6. Техническая характеристика обжарочных аппаратов

Показатель

ПГ-150М

«Пробат» ТНА-240

Производительность, кг/ч:

по кукурузным хлопьям 150 - -

по зерновым - - 1000

по кофе

700 1500

по мятке - - -

Единовременная загрузка, кг

240

7...8

Расход теплоты, кДж/ч 1 700

ООО

1 676 000 838 000

Установленная мощность, кВт

2,2 12

Габаритные размеры, мм

6920x2300x2560 5000x3090x3450

4500x4500x4500

Масса, кг

5640 6000 500О

Сушильно-обжарочный аппарат (рис. 18.26) предназначен для сушки варе-

ных круп и обжарки кофе, какао-бобов и сои в кипящем слое перегретым паром ат-

мосферного давления. Он состоит из цилиндрического корпуса 1 с вертикально ус-

тановленным роторным валом 2 с лопастями 3.

Цилиндрический корпус разделен верхней и нижней газораспределительными ре-

шетками 4, образующими нижнюю входную зону, среднюю рабочую зону и верх-

нюю зону для отвода отработанного теплоносителя.

Нижняя и верхняя зоны соединены патрубками 5 с рециркуляционным конту-

ром 6, представляющим собой сварной каркас, внутри которого установлены пере-

городки 7 с сетками 8 для улавливания примесей в отработанном перегретом паре.

Для подачи перегретого пара в рабочую зону используется вентилятор 9 высо-

кого давления. Вентилятор приводится во вращение с помощью электродвигателя 10

и ременной передачи. Нагнетательный фланец вентилятора через переходную часть

190

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

контура соединяется с электрокалорифером, в котором на торцевой крышке 16 уста-

навливаются ТЭНы 15. Электрокалорифер патрубком 5 соединяется с нижней зоной

аппарата. Рециркуляционный контур имеет патрубок 11 для отвода избытка пара,

образующегося в процессе сушки или обжарки пищевых продуктов.

На верхней крышке цилиндрической части аппарата устанавливается дозатор,

работающий от роторного вала и синхронно загружающий секции аппарата продук-

том. На нижней решетке секции выполнено разгрузочное окно с лотком 12 для вы-

грузки готового продукта из аппарата. На верхней решетке над загрузочной зоной

установлен патрубок, соединенный с дозатором, подающим сырье в секцию.

Роторный вал с лопастями вращается с помощью привода 13, включающего ва-

риатор и открытую коническую передачу.

Для снижения потерь тепла в окружающую среду аппарат имеет тепловую изо-

ляцию 17. Цилиндрическая часть, рециркуляционный контур, вентилятор, электро-

калорифер и приводы расположены на сварной раме 14. Аппарат комплектуется

пультом управления.

Аппарат работает следующим образом. После установления в аппарате необхо-

димой температуры для соответствующего процесса сырье дозатором подается в

секцию и при вращении роторного вала перемещается вдоль газораспределительной

решетки. Перегретый пар, подаваемый вентилятором в нижнюю зону, проходит че-

рез решетку и приводит сыпучий продукт в состояние кипения. При вращении рото-

ра такой слой легко перемещается и, по мере приближения к разгрузочному отвер-

стию,

продукт высушивается или обжаривается. Отработанный перегретый пар по-

ступает через верхнюю зону в рециркуляционный контур и, проходя через каналы

большего сечения, снижает скорость, что способствует удалению из потока взве-

шенных частиц. При обжарке кофе образуется легкая шелуха, которая задерживает-

ся решетками. Излишек пара, образованного при испарении влаги из продукта, уда-

ляется через отводной патрубок. Остальная часть пара, очищенная от взвешенных

частиц, вентилятором вновь подается в калорифер, подогревается и многократно

участвует в процессе обработки продукта.

В результате рециркуляции пара повышается тепловая эффективность сушиль-

но-обжарочного аппарата.

Одним из показателей обжарочных аппаратов является удельная площадь по-

верхности нагрева

Уу,>

(отношение поверхности нагрева к поверхности зеркала мас-

ла).

Для большинства обжарочных аппаратов удельная поверхность составляет в

среднем

5,5...6,5

/м

Температуру масла между сетками поддерживают при обжаривании овощей на

уровне 120... 160 °С, при обжаривании рыбы - 140... 180 °С. При работе обжарочно-

го аппарата температура масла может снижаться из-за уменьшения давления грею-

щего пара и коэффициента теплопередачи или прекращения отвода конденсата, а

также при увеличении загрузки аппарата сырьем сверх расчетной.

Время обжаривания т (с) зависит от плотности ткани, формы и размеров сырья,

температуры масла в сетке и толщины слоя обжариваемого продукта. Обычно про-

должительность обжаривания составляет 5... 18 мин.

Производительность обжарочных аппаратов G (кг/с) зависит от видов обжари-

ваемого сырья, процент ужарки которых различен, от площади поверхности нагрева,

конструкции нагревательной камеры, ее состояния, параметров греющего пара и