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

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

231

Внутри цилиндров расположены вытеснительные барабаны 4 со шнековой по-

верхностью. Барабаны представляют собой двухстенный корпус, в межстенном про-

странстве которого протекает хладагент. Хвостовики барабанов проходят через по-

лые валы приводов и крепятся^к узлам подвода и отвода воды специальными гайка-

ми.

Вторые концы вытеснительных барабанов своими пальцами входят в подшип-

ники крышек цилиндров 5.

Техническая характеристика охладителя творога

двухцилиндрового 209-ОТД-1

Производительность, кг/ч 780

Площадь поверхности охлаждения, м

3,7

Частота вращения вытеснительных барабанов, с

-1

0,49

Температура творога, °С:

на выходе в охладитель 28...30

на выходе из охладителя 8... 10

Хладагент вода

Температура хладагента на входе в охладитель, °С 1

Расход хладагента, м

/ч 9

Потребляемая электроэнергия, кВт-ч 4

Габаритные размеры, мм 2060x970x1700

Масса, кг 750

Подвод воды в цилиндры осуществляется через вентиль, отвод воды - через

патрубок.

2060

Рис.

19.9 Охладитель творога двухцилиндровый 209-ОТД-1

232 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Подвод воды в вытеснительные барабаны осуществляется через вентиль, отвод-

через отверстие тройника.

Творог в транспортной тележке поднимается подъемником-загрузчиком и опро-

кидывается в бункер охладителя 2. От электродвигателя через ременную передачу,

редуктор, цепную передачу вращение передается полым валам приводов барабанов.

Валы через шпонку передают вращение вытеснительным барабанам 4.

Конусная часть шнековых барабанов забирает из бункера творог и перемещает

его в цилиндрическую часть, где он охлаждается поверхностями цилиндра и бараба-

на, в межстенном пространстве которых протекает вода в направлении, противопо-

ложном движению творога.

Охладитель-дозатор А1-ФЛВ/3 (рис. 19.10) применяют для охлаждения и до-

зирования кровяной сыворотки, пищевого рассола и воды.

Рис.

19.10 Охладитель-дозатор Ат-ФЛВ/3

Охладитель состоит из бака, внутри которого установлены по две секции амми-

ачного испарителя, распределителя аммиака, сборника аммиака и маслособирателя.

Емкость бака составляет 0,55 м

. Дозировочное устройство 3 состоит из насоса-

дозатора, установленного внутри сварного каркаса 5. Охладитель 4 и щит управле-

Глава 19 Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

233

ния 1 смонтированы на раме 6 и соединены трубопроводом 2, а дозировочное уст-

ройство установлено на каркасе 5. Расход хладоносителя для охлаждения кровяной

сыворотки равен 0,2 м

/ч. Установленная мощность электродвигателей насоса-

дозатора и мешалки в сумме составляет 1,5 кВт.

Техническая характеристика охладителя-дозатора А1-ФЛВ/3

Вместимость бака, м

0,55

Расход хладоносителя, м

/ч 0,2

Установленная мощность электродвигателей, кВт 1,5

Габаритные размеры, мм 2400x1610x2745

Охладитель жира Д5-ФОП (рис. 19.11) представляет собой теплообменный

агрегат, состоящий из двух теплообменников 4 и б, смонтированных на станине 1

привода 2, трубопроводов с арматурой 7, хладоносителя, разливного трубопровода

9. В качестве хладоносителя применяют воду и рассол.

Из жиросборной емкости по цеховому трубопроводу жир поступает к насосу,

приводимому в действие от электродвигателя с помощью клиноременной передачи,

и через трубопровод 5 направляется последовательно в первый, а затем во второй

теплообменники 4 и 6. Теплообменники состоят из цилиндров изоляции и охлажде-

ния, вытеснительных барабанов и торцов крышек. Радиальный зазор между цилинд-

рами - винтовой канал прямоугольного сечения, равного сечению трубопровода

хладоносителя. Вытеснительные барабаны и многоконтактные скребковые устрой-

ства при вращении барабанов благодаря центробежной силе прижимаются к по-

верхности цилиндра охлаждения и снимают слой жира. Перемешиваясь с остальной

массой, жир охлаждается и выгружается через патрубки 3 и 8.

Аналогичное назначение имеет охладитель Д5-ФОЖ.

Техническая характеристика охладителей жира приведены в табл. 19.1.

Таблица 19.1 Техническая характеристика охладителей жира

Показатель

Д5-ФОП

Д5-ФОЖ

Производительность при охлаждении жира

(температура хладоносителя не более 10 °С), кг/ч:

свиного

1700±100

1350

говяжьего

1000±100

1500

Температура, "С

начальная 96 75...76

конечная:

для свиного жира

35+1

35...36

для говяжьего жира

40+1

41...43

Расход хладоносителя, м

/ч

4,0

1,1...1,5

Площадь поверхности охлаждения, м

1,96

1,2

Установленная мощность, кВт 2,7

1,5

Габаритные размеры, мм

1700x900x1500 1470x560x1350

Масса, кг

650 326

V ?АК 710

1700

900

Рис. 19.11 Охладитель жира

Д5-ФОП

Глава

Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

235

1600

Желатинизация - процесс перехода бульонов из состояния золя в состояние геля

(застудневание). При застудневании частицы желатина, растворенные в бульоне, обра-

зуют трехмерную сетку, в которой они соединены локальными связями. Температура и

скорость застудневания бульонов зависит от их концентрации. Чем ближе величина рН

бульона к изоэлектрической точке желатина, тем быстрее идет застудневание.

Желатинизатор (рис. 19.12) представляет собой охлаждающий барабан 1, корпус

которого выполнен из высококачественной стали с приводом 2. Наружная поверх-

ность барабана тонко отшлифована, а внутренняя имеет черное двуслойное покрытие.

Барабан желатинизатора запол-

няют циркулирующим рассолом через

сквозной вал, приспособленный для

заполнения и отвода рассола темпера-

турой -5 °С. Температура бульона не

должна превышать 45 °С. Только при

достижении этих значений желатино-

вый бульон подают в приемник 5 же-

латинизатора до определенного уров-

ня 6, который зависит от концентра-

ции бульона и прочности галлерты

(пленка снимаемого студня). Барабан

желатинизатора наружной поверхно-

стью захватывает слой бульона и при

вращении желатинизирует его на хо-

лодной поверхности. Диаметр бараба-

на при длине 700 мм равен 1600 мм.

На другом конце барабана расположен

съемный валик 4, который отделяет

слой галлерты от охлаждающего ба-

рабана 1 устройством для резания 3.

Толщину снимаемой галлерты

регулируют на 2...3 мм. При увели-

чении толщины пленки необходимо снизить уровень бульона в приемнике и повы-

сить температуру бульона до

45..

.50 °С.

Техническая характеристика желатинизатора

Производительность, кг/ч 500

Частота вращения барабана, с~' 0,8

Диаметр барабана, мм 1600

Расход рассола, м'/ч 2,3

Давление в системе, МПа 0,05

Габаритные размеры, мм 1600x800x2100

Инженерные расчеты. Производительность установок для охлаждения про-

дуктов П (кг/с) рассчитывается по формуле

n=kFAt

/[c(t

-t

)],

Рис.

19.12 Желатинизатор

236

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

где к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м

-К); F - площадь поверхности теплопере-

дачи, м

;

- средняя разность между температурами продукта и теплоносителя,

К; с - удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг-К); t\ и t

- температура продукта в

начале охлаждения и в конце, К.

Коэффициент теплоотдачи к определяют без учета термического сопротивления

стенки

1/[(1/а

)

(1/а

)],

где cti и

а.2

- коэффициенты теплоотдачи от продукта к стенке и от стенки к жидко-

сти на ее поверхности, Вт/(м

-К).

Коэффициент теплоотдачи может определяться из критериального уравнения

Nu = ИДЯе

Pr°'

(p/p

J°-

(J/D)

Nu =

(olD)/X,

(vD)/y\ =

%DnD

/(\x/p) = npnD

/ ц.,

Pr = (лср)/А.,

где Nu - число Нуссельта; Re - число Рейнольдса; Pr - число Прандтля; р -

динамическая вязкость, Па-с; d- диаметр барабана, м; D - внутренний диаметр грею-

щего цилиндра, м; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м

-К); X - коэффициент тепло-

проводности, Вт/(м-К); v - окружная скорость скребка, м/с; ц - кинематическая вяз-

кость, м

/с; п - частота вращения турбулизатора, с

-1

; р - плотность продукта, кг/м

; с -

удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг-К).

Для нормальной работы пластинчатого охладителя рассчитывают площадь по-

верхности теплопередачи, число каналов в одном пакете, число пластин в теплооб-

меннике и основные его размеры.

Площадь поперечного сечения пакета

f„

(м

) равна

где V - объемный расход рабочей среды, м

/с; v - скорость ее движения, м/с.

Число параллельных каналов т равно

= /пак

'fl>

Число пластин в пакете п равно

где//

- межпластинчатое сечение одного канала, м

п = 2т.

Площадь поверхности теплопередачи одного пакета

F„

(м

)

F = f п "''

пак J mi '

где/„,,

- площадь поверхности теплопередачи одной пластины, м .

Зная площадь поверхности теплопередачи аппарата F (м

) из теплового расчета,

определяем число пакетов z в теплообменнике

Глава

Аппараты

для

охлаждения

замораживания

пищевых сред

237

Общее число пластин в теплообменнике

"общ

)/f

Для определения диаметра патрубка

d„

(м) вычисляют объемный расход жидко-

го продукта Г(м

/с):

G/p,

где G - расход жидкого продукта, кг/с; р - плотность жидкости, кг/м

Пропускная способность охладителя закрытого одноцилиндрового G (кг/с) оп-

ределяется как

G = nSn<p£,p(R

-R

где S - шаг шнека, м; п

—

частота вращения шнека, с

;

ср

—

коэффициент уменьше-

ния площади свободного прохода; \ - коэффициент объемного перемещения

= 0,3...0,4); р - плотность продукта, кг/м ; R

- внутренний радиус рабочего ци-

линдра, м; R\ - наружный радиус вытеснительного барабана, м.

ц>

1- [Ь/n(R

-R

)cos\\iJ ,

где b - толщина витка шнека, м; у - среднее значение угла подъема витков шнека, град.

Расход холода на охлаждение продуктов Ф (Вт) рассчитывают в виде

= Ф,

+ Ф

где Ф\ - количество холода, необходимое для охлаждения продукта, Вт; Ф

- количе-

ство холода, необходимое для компенсации тепла, выделяемого в результате механи-

ческого воздействия (на творог для закрытых охладителей), Вт; Фз - теплопотери, Вт.

Ф, =Gc(t

-t

где h,t

—

начальная и конечная температура продукта, К.

=АЫ,

где А - тепловой эквивалент работы (А = 0,981 Н-м/Дж); N- мощность, расходуемая

на нагрев продукта при его перемешивании, Вт.

Если потери тепла в окружающую среду учесть коэффициентом тепловых по-

терь ц

1,1.„1,2,

тогда

(ф,

+Ф

Расход хладоносителя G

(кг/с) определяют по формуле

Х2

-t

где с

- теплоемкость хладоносителя, Дж/(кгК); t

, t

- начальная и конечная

температура хладоносителя, К.

238

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Не замыкайся в узких рамках одной выбранной

специальности. Врачу и агроному сегодняшнего

дня зачастую не только полезно, но и необходимо

наряду с глубоким знанием своей специальности

иметь минимум знаний и по электротехнике

и по астрономии. Математику и физику очень

может помочь в работе знание ботаники или

геологических наук. Я уже не говорю о знании

общественных наук, которое необходимо для всех

без исключения, без которого нельзя представить

себе человека нашего времени.

ЗЕЛИНСКИЙ НИКОЛАЙ ДМИТРИЕВИЧ (1861-1953)

химик-органик, академик АН СССР

19.4 КАМЕРЫ ОХЛАЖДЕНИЯ И ЗАМОРАЖИВАНИЯ

Охлаждение мяса и мясопродуктов в воздухе можно осуществить как односта-

дийным способом (при постоянном режиме в течение всего процесса охлаждения

30...36 ч при температуре воздуха около 0 °С, относительной его влажности

87...

% и скорости его движения

0,15...

0,25 м/с), так и двух- и трех стадийными

способами, когда каждая стадия процесса отличается по параметрам теплоотводя-

щей среды (на первой стадии процесса температура охлаждающего воздуха не ниже

-8 °С при создании скорости его движения

1,0...2,0

м/с при продолжительности

процесса охлаждения 7... 10 ч).

Технология замораживания мяса предусматривает два способа: двухфазный, ко-

гда замораживается предварительно охлажденное мясо, и однофазный, когда замо-

раживается парное, неостывшее мясо. В аппаратах интенсивного замораживания

температура воздуха поддерживается -30...-40 °С при скорости его движения около

полутуши 2,0...3,0 м/с. Продолжительность замораживания в таких условиях со-

ставляет 16.. .24 ч, при усушке - 1,5 %.

Камеры охлаждения (рис. 19.13) с поперечным движением воздуха или с дутьем

воздуха сверху вниз предназначены для охлаждения мяса и могут быть циклического

(периодического) или непрерывного действия. Вместимость камер циклического дей-

ствия рассчитывают не более чем на полусменную производительность цеха первич-

ной переработки скота, а непрерывного - на всю выработку мяса в смену.

Камера охлаждения с поперечным движением воздуха (рис.

19.13,

а) состоит из

воздухоохладителя 1, перегородок 2, охлаждаемых полутуш мяса 3, перемещаемых

с помощью подвесного пути 4 (стрелки показывают направление движения возду-

ха).

Камера охлаждения с подачей воздуха сверху вниз (рис.

19.13,

б) включает в

себя воздухоохладитель 1, вентилятор 2, ложный потолок 4 и охлаждаемые туши 5,

перемещаемые с помощью подвесного пути 3.

На подвесные пути камер охлаждения мясо загружают с помощью конвейера

или вручную, одновременно сортируя его по категориям упитанности и массе. Раз-

мещают туши с интервалами на рамах в 30...50 мм. На участке подвесного пути

длиной 1 м размещают 2...3 говяжьих или 3...4 свиных полутуш. Крупные туши

размешают в зоне с наиболее низкой температурой и наиболее интенсивным движе-

нием воздуха.

Охлаждение мяса в полутушах и тушах осуществляют в помещениях камерного

типа или туннелях, оборудованных подвесными конвейерами, приборами охлажде-

ния и системами воздухораспределения. Камеры охлаждения представляют собой

Глава

Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред _____

239

теплоизолированные помещения вместимостью 15...45 т. В последнее время камеры

проектируют шириной не более 6,0 м и длиной 30,0 м.

1 4 3 2 1

а)

ч£25[!]^5_______5^^

б)

Рис.

19.13 Принципиальная схема камеры охлаждения мяса: »

а - с поперечным движением воздуха, б - с подачей воздуха сверху вниз

Техническая характеристика камеры охлаждения

Вместимость камеры, т 10,0

Температура воздуха в камере, °С 0

Начальная температура внутри продукта, °С +15

Конечная температура внутри продукта, °С +4

Продолжительность охлаждения, ч 18

Подача вентилятора, м /ч 5400

Установленная мощность электродвигателя, кВт 0,75

Габаритные размеры, мм 6000x7000x5000

240

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

шш

111

ffiM ffi'-

ll]

III

111 111

Распределение воздуха в грузовом объ-

еме камеры охлаждения осуществляют: че-

рез нагнетательные и всасывающие каналы;

безканальными (струйными) системами с

подачей воздуха в пространство между по-

толком и каркасом подвесных путей; тун-

нельными системами с продуванием возду-

ха вдоль или поперек подвесных путей ка-

меры; через щели ложного потолка с дутьем

воздуха сверху вниз; вентилированием гру-

зового объема камеры потолочными возду-

хоохладителями; из сопл межпутевых воз-

духоводов, расположенных над полутуша-

ми (метод воздушного душирования).

Плоды и овощи охлаждают также в ка-

мерах или туннелях с интенсивным движе-

нием воздуха (рис. 19.14), состоящих из

компрессорно-конденсаторного агрегата /,

потолочного воздухоохладителя с воздухо-

водом 2, штабелей из контейнеров для

фруктов и овощей 3. Затаренные плоды и

овощи укладывают с таким расчетом, чтобы

воздух свободно омывал их со всех сторон.

В некоторых случаях для ускорения охлаж-

дения пользуются передвижными воздухо-

охладителями.

Камеры замораживания (рис. 19.15) обеспечивают замораживание мяса и мясо-

продуктов и состоят из батарей и воздухоохладителей и могут быть с вынужденным

или естественным движением воздуха. Камеры с вынужденным движением воздуха

оборудуют воздухоохладителями, а иногда и батареями в сочетании с различными

системами воздухораспределения, а камеры с естественным движением воздуха -

пристенными, потолочными или межрядными радиационными батареями.

В зависимости от организации технологического процесса камеры замораживания

могут быть однофазного или двухфазного замораживания. В камерах однофазного за-

мораживания предусмотрена большая площадь поверхности охлаждающих устройств.

Конструктивно камеры замораживания выполняют проходными или тупиковы-

ми.

В проходных камерах мясо загружается и выгружается через дверные проемы,

расположенные обычно в торцевых стенах камеры. В тупиковых камерах загрузка и

выгрузка происходят через один общий дверной проем.

Камеры замораживания мяса могут работать непрерывно или периодически. В

камерах туннельного типа, работающих непрерывно, осуществляется поточность

технологического процесса. *

Оборудование камеры замораживания туннельного типа с поперечным движе-

нием воздуха (рис. 19.15, а) состоит из потолочных воздухоохладителей / с направ-

ляющими аппаратами б, расположенных над ложным потолком 3 и подвесными пу-

тями 5, укрепленными на подвесках 2. Охлажденный в воздухоохладителях воздух

направляется в камеру через нагнетательные отверстия 4 в ложном потолке, омыва-

Рис.

19.14 Принципиальная схема камеры ох-

лаждения фруктов с интенсивным

движением воздуха