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

251

Рис.

19.21 Плиточный морозильный аппарат АМП-1.6К с холодильной установкой

При загрузке и выгрузке продукта плиты можно раздвигать в пределах

25...93 мм. При замораживании аппарат закрывается изолированной дверью 3. За-

мораживание продукта осуществляется в межплиточном пространстве при непо-

средственном контакте с плитами, в каналах которых кипит холодильный агент R22.

В нижней части аппарата находится компрессор 7, конденсатор 11, отделитель жид-

кости 5, инжектор 6, приборы автоматики 10, фильтр-осушитель 8, запорная арма-

тура 9, другое вспомогательное оборудование.

Роторный морозильный аппарат МАР-8АМ (рис. 19.22) состоит из ротора с

морозильными секциями, разгрузочного устройства, взвешивающего или дозирующе-

го устройства, транспортера для выгрузки блоков, гидро- и электроаппаратуры, а так-

же насосной станции. На станине 4 роторного морозильного аппарата размещен ро-

тор,

заключенный в кожух /, на котором размещены полый вал 2, блок-форма 3 и кас-

сеты 5. Загрузочный стол 6 обеспечивает поступление продукта на замораживание.

252

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рассол

или аммиак

Роторное расположение морозильных секций позволяет установить их в любой

позиции, обеспечивает механизацию загрузки и выгрузки пищевых продуктов и не-

прерывность процесса замораживания. Ротор собирается из ряда автономных моро-

зильных секций, число ко-

торых определяет произво-

дительность аппарата. Замо-

раживание продукта осуще-

ствляется в металлических

рамках, разделенных на не-

сколько ячеек. В каждую

ячейку закладывают раскрой

парафинированной перга-

ментной бумаги или поли-

мерной пленки для замора-

живания крупных блоков,

коробки или мешочки для

замораживания продуктов

мелкой фасовки. У рамки

нет дна, поэтому продукт

при замораживании нахо-

дится в непосредственном

двустороннем контакте с

морозильными плитами. В

процессе замораживания

упаковочный материал не

примерзает к рамкам и мо-

розильным плитам, поэтому

при выгрузке продуктов ис-

ключается их оттаивание.

Рис.

19.22

Роторный морозильный аппарат МАР-8АМ

Таблица

19.3

Техническая характеристика морозильных агрегатов

Показатель

МАР-8АМ

АРСА-10 АРСА-10

Производительность, кг/ч

460 500

500

Температура продукта,

°С:

начальная

20 4

конечная

-18 -12

-18

Число секций, шт.

27 27

Удельный расход топлива, Вт/кг

105 105 105

Установленная мощность

электродвигателя, кВт

2,2 2,2

Габаритные размеры, мм

4345x4000x2360

4300x4000x2340 4300x4000x2340

Фреоновый аппарат для замораживания мелкоштучных продуктов (рис. 19.23)

относится к контактным аппаратам, в котором подлежащий замораживанию продукт

поступает на ленту грузового конвейера 4 из загрузочного туннеля 1 через лоток 8, где

охлаждается жидким фреоном, поступающим из орошающего устройства 5. Образо-

вавшийся в результате теплообмена парообразный фреон конденсируется с помощью

холодильной машины на поверхности конденсатора испарителя 2, расположенного

над оросителем.

Глава 19 Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

253

Уровень насыщенного пара фреона

Рис.

19.23

Принципиальная схема фреонового

аппарата

для

замораживания

Сконденсировавшийся фреон

стекает

поддон

6 и

вновь направля-

ется насосом

7 в

оросительное уст-

ройство. Замороженный продукт*

по

разгрузочному туннелю

отводится

из аппарата. Фреоновый аппарат

та-

кой конструкции находится

изоли-

рованном контуре

Инженерные расчеты. Расчет

ребристого воздухоохладителя,

ис-

пользующего коридорное располо-

жение труб

пучке

и в

качестве

хо-

лодильного агента аммиак, начина-

ют

определения удельной энталь-

пии

(кДж/кг)

влагосодержания

(кг/кг) воздуха, входящего

этот воздухоохладитель,

также

удельной энталь-

пии

(кДж/кг)

влагосодержания

(кг/кг) воздуха, выходящего

из

воздухоохлади-

теля

(по

таблице параметров влажного воздуха

температурам

t\ и t

входящего

выходящего воздуха).

Удельный объем влажного воздуха

(м

/кг) равен

»1

=1/р

где

плотность сухого воздуха, кг/м

Средние параметры воздуха

аппарате

температура,

°С;

i„

удельная

эн-

тальпия, кДж/кг;

влагосодержание, кг/кг) составляют

=(t,+t

)/2; i

=(ij+i

)/2;

(d,

)/2

Массовый расход проходящего через аппарат воздуха

(кг/с) определяется

как

/(i

-i

где

Фо

холодопроизводительность аппарата,

кВт.

Объемный расход

V(u /с)

равен

Количество влаги, отнимаемой

от

воздуха

аппарате

(кг/с), рассчитывается

по формуле

=G(d

-d

Коэффициент конвективной теплоотдачи

от

воздуха

оребренной поверхности

а„

[Вт/(м

К)]

для

поперечного обтекания ребристого пучка рассчитывается

из

уравнения

= 0\SRe°-

(b/S

)°*(h / S

)

где

(a&

)/r\

число Рейнольдса;

со

скорость движения воздуха,

м/с; S

- шаг

ребер аппарата,

м; л

-кинематическая вязкость,

/с; 5 -

толщина ребра,

м; h -

высо-

та ребра,

м.

254

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

=Nu

(k/S

где к - коэффициент теплопроводности воздуха, Вт/(м-К).

Коэффициент влаговыпадания

£,

равен

+ 2880/Г_.

-d'

)/(i.-t

)J,

где d"

- влагосодержание воздуха при

ср

100

%; t

- температура воздуха при

ср

= 100 %.

Коэффициент теплоотдачи с учетом влаговыпадания [Вт/(м

К)]

Коэффициент эффективности ребра Е определяется из соотношения

th(mh')/mh',

где th(mh') - гиперболический тангенс функции (nth'); параметры т (м

-1

) и h' (м)

вычисляем как

т = ра'

/(Х-8) и h'

h[l

0,35ln(R/r

)J ,

где R

+h) - радиус ребра, м; r

= d

/2 - наружный радиус трубки воздухоох-

ладителя, м.

Коэффициент теплоотдачи

про

[Вт/(м К)], приведенный к наружной площади

трубок аппарата F

(м

), определяется как

*»

Ро

=<[(F

)Е +

)] ,

где F

= 2л/Я

-r

; F

=nd

(l-n

8); F

- площади для 1 м труб-

ки при числе ребер на

м равном п

Приняв среднюю температуру оребренной поверхности равной t

(°С), опреде-

ляем плотность теплового потока до (Вт/м

), отнесенную к основной поверхности

трубки

9о = (и

про

)/Е,

где

-t

- температурный напор.

Плотность теплового потока q

(Вт/м ), отнесенная к внутренней поверхности

трубки, равна

ен

=4o

-28),

где б - толщина стенки трубки, м.

Коэффициент теплоотдачи кипящего аммиака;чх

[Вт/(м

К)] с учетом, что ве-

личине q

соответствует область неразвитого кипения:

=74^Vo-25r

Глава

Аппараты для охлаждения

замораживания

пищевых сред

255

Термическое сопротивление стенки трубки толщиной

8 (м) и

слоя масла толщи-

ной

8„ (м) со

стороны аммиака 2_(8,-

/Х

{

)

(м

-К/Вт)

1(*

)

/^+8Д.„,

где

, Х

тр

соответственно коэффициенты теплопроводности масла

стальной

трубки, Вт/(м-К).

Коэффициент теплопередачи

ко

[Вт/(м

-К)], отнесенный

основной поверхности

=l/f(l/a

)+_(8,./?0]K/Fj

l/a„J.

Средняя разность между температурами воздуха

холодильного агента (сред-

ний температурный напор)

(°С)

Температуру кипения холодильного агента находим, принимая

- t

откуда

Наружная площадь трубок аппарата

(м

)

равна

Внутренняя площадь трубок аппарата

(м

)

равна

ви

=Ф()/<1вн-

Длина трубок аппарата

L (м)

определяется

как

/(nd

Общая наружная площадь аппарата

учетом ребер

неоребренных участков

трубы

(м

)

F В

ор '

вн И

где

= F

op]

/ Р

вщ

коэффициент оребрения.

Юные друзья! Каждый

из вас

должен найти свой,

и только свой путь. Признавайте авторитеты,

уважайте старость, однако

еще

больше

полагайтесь

на

собственный взгляд, держите

глаза открытыми!..

Не

отягчайте свой полет

мелочами, которые принято называть

жизненными потребностями. Помните: утяжелив

тело,

мы укорачиваем крылья.

НАНСЕН ФРИТЬОФ (1861-1930),

норвежский исследователь Арктики

19.6

ФРИЗЕРЫ, ЭСКИМО-

ЛЬДОГЕНЕРАТОРЫ

Фризеры являются основным оборудованием

производстве мороженого

предназначены

для

частичного замораживания воды

подготовленных молочных

256

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

смесях и насыщения их мелко-диспергированным воздухом. В зависимости от вида

мороженого и конструкции фризера в лед переходит 25,0...60,0 % воды, а объем

молочной смеси вследствие аэрации увеличивается примерно в два раза. Фризеры

бывают непрерывного и периодического действия. Важнейшими узлами фризера

являются рабочий цилиндр, который с внешней стороны охлаждается, а также сис-

темы охлаждения рабочего цилиндра и подачи продукта в него. Система охлажде-

ния бывает аммиачной, фреоновой или рассольной, обеспечивающей охлаждение

продукта до температур -3...-5 °С. Система подачи продукта осуществляет впуск в

рабочий цилиндр вместе с продуктом также и воздуха для насыщения им продукта.

На рис. 19.24 показан фризер непрерывного действия

Е4-ОФЛ

для получения

мороженого из сливочной, молочной и других смесей производительностью

250...400 кг/ч. Подготовленная для взбивания смесь мороженого из бака 7 подается

в рабочий цилиндр 5 фризера двухступенчатым насосом, установленным на станине

Цилиндр фризера включает мешалку, которая приводится во вращение с по-

мощью привода 6.

Насадка 8 предназначена для наполнения продуктом цилиндра фризера. В ци-

линдре происходит термомеханическая обработка продукта: дробление воздушных

пузырьков и равномерное их распределение в массе продукта, а также раздробление

слоя льда, намерзающего на стенках цилиндра. На выходе готового мороженого из

цилиндра установлен клапан противодавления, после которого поток мороженого

выходит из фризера через выпускной кран 4.

Жидкий аммиак, предназначенный для охлаждения и замораживания смеси мо-

роженого, из трубопроводов 2 и 9 поступает в регулирующий вентиль и аккумуля-

тор 1, а далее в рубашку фризера для охлаждения взбиваемой массы. Через отвер-

стия в стенке рубашки жидкий аммиак проходит в кольцевой зазор, в результате

чего продукт во фризере охлаждается. Парожидкостная смесь из рубашки возвраща-

ется в аккумулятор /, в котором капли жидкого аммиака отделяются от пара, а по-

следний отсасывается из системы компрессором.

Цилиндр фризера с приемным бункером и впускным клапаном показан на рис.

19.25.

Привод мешалки состоит из электродвигателя 8, клиноременной передачи 7,

подшипникового узла 6 и шнека 9. Между лопастями мешалки и внутренней стен-

кой цилиндра имеется небольшой зазор. Вал мешалки со стороны привода уплотнен

съемной резиновой гофрированной манжетой. В приемный бункер 2, снабженный

теплоизоляцией 5, вместимостью 10 л заливают жидкую смесь мороженого темпе-

ратурой 12... 18 °С до нижней кромки крышки впускного клапана 3. Необходимое

количество смеси поступает через впускной клапан 4 в цилиндр 12.

Хладагент R22 поступает по штуцеру 10 и кипит в испарителе 11, образованном

цилиндром 12 и наружной обечайкой. После включения фризера температура кипе-

ния R22 постепенно понижается и через 8...9 мин достигает -23...-26 °С. При этом

жидкая смесь охлаждается на стенках цилиндра до,-5 °С и замерзает. Во время про-

цесса охлаждения мешалка взбивает смесь, внедряя в нее воздух, а затем снимает

замерзшее мороженое со стенок цилиндра и перемещает его в сторону выпускного

устройства 1. Продолжительность приготовления мороженого 10... 15 мин.

Рис.

19.24 Фризер непрерывного действия Е4-ОФЛ

Часть

Машины

аппараты-преобразователи

пищевых

сред

Рис.

19.25

Цилиндр фризера

приемным бункером

выпускным клапаном

Техническая характеристика фризера Е4-ОФЛ

Производительность

по

исходной смеси

мороженого,

кг/ч

250...400

Температура,

°С:

исходной смеси мороженого

мороженого

на

выходе

из

фризера

-3..

.-6

Система охлаждения аммиачная

инжекторной

подачей аммиака

Давление аммиака

на

входе

во

фризер,

кПа 800

Температура кипения аммиака,

°С

-30...-35

Расход аммиака,

/ч 0,3

Давление открытия предохранительного

клапана,

кПа 1200

Потребление:

электроэнергии, кВт-ч

11,5

холода,

Втч 20 470

Площадь поверхности охлаждения цилиндра, м"....0,4

Габаритные размеры,

мм

2000x850x1600

Масса,

кг 1350

Глава 19 Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

259

Фризер Б6-ОФМ (рис. 19.26) предназначен для выработки мягкого морожено-

го из жидкой смеси. В корпусе фризера размещены две автономные системы приго-

товления мороженого, каждая из которых состоит из емкости 3 для предварительно

подготовленной, исходной жидкой смеси. Смесь заливают в емкость, откуда она

через клапан 4 вместе с воздухом поступает в цилиндр 2. В рубашке цилиндра, ко-

торая является испарителем, кипит хладагент R502. Смесь в цилиндре охлаждается

и постоянно перемешивается мешалкой 11, вращение которой обеспечивается от

индивидуального электродвигателя 6 через клиноременную передачу 5. Каждый

цилиндр обслуживается низкотемпературным герметичным агрегатом с фильтрами-

осушителями 8 и 9, размещенными в нижней части фризера. Корпус фризера закрыт

ограждением 13, на котором размещены рукоятка 12 и полка 10. Фризер перемеща-

ется на колесах 7.

При охлаждении смеси в цилиндре до -5 °С реле температуры выключает холо-

дильный агрегат и включает сигнальную лампу. С помощью рукоятки 12 открывают

выпускное устройство 1, и мешалкой мороженое выталкивается из цилиндра.

Рис.

19.26 Фризер Б6-ОФМ

260

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Техническая характеристика фризера Б6-ОФМ

Производительность при

температуре окружающего воздуха 20 °С,

температуре исходной жидкой смеси 8 °С

и температуре мороженого -5 °С, кг/ч 34

Вместимость одной емкости, л 10

Установленная мощность, кВт 3,73

Потребляемая электроэнергия, кВт-ч 2,6

Габаритные размеры, мм 760x560x1400

Масса, кг 253

Эскимогенератор карусельного типа (рис. 19.27) предназначен для изготов-

ления мороженого прямоугольной формы. Он имеет сварной корпус-карусель 3

кольцеобразной формы, в котором размещены 640 ячеек прямоугольного сечения,

расположенных в четыре ряда. Карусель 3 погружена в закалочную ванну 10, разде-

ленную на 160 секций.

Эскимогенератор установлен на станине б и состоит из дозатора 4, маслопрово-

да 7, насосов для хладоносителя с приводом 8, пульта управления 1, устройства для

выемки мороженого и подачи его на глазирование в глазировочную головку 5,

транспортера, заверточной машины и мойки с бойлером 9. Смесь мороженого, при-

готовленная во фризере, по трубопроводу поступает в дозатор, который подает

смесь в ячейки эскимогенератора. Затем при вращении карусели ячейки проходят

закалочную часть, где после частичного замораживания палочкозабиватель 2 встав-

ляет палочки одновременно во все ячейки радиального ряда и отсеки 12 в закалоч-

ной ванне. Далее происходит полная закалка и затвердение мороженого. Охлажден-

ный хладоноситель с температурой -40...-42 °С насосом через стояк 11 подается в

нижнюю часть ванны эскимогенератора. После закалки ячейки переходят в отсек с

теплым хладоносителем с температурой 18...20 °С, где мороженое подтаивает. Уст-

ройство для выемки захватывает палочки, извлекает эскимо из формы и погружает

его в ванну с глазировочной смесью, непрерывно подаваемой из бачка насосом. По-

сле глазировки порции эскимо обсыхают и подаются на винтовой желоб, который

направляет их к автомату для завертки в фольгу или специальную бумагу. Освобож-

денные формочки поступают под дозатор, и начинается новый цикл производства

мороженого. При производстве мороженого с температурой после закаливания

-20...-23 °С от 1 кг мороженого отводится примерно 1000 кДж теплоты; при этом

учитываются все процессы, начиная от охлаждения поступившего молока и до зака-

ливания мороженого.

Эскимогенератор Л5-ОЭК (рис. 19.28) состоит из карусели 1, моющего уст-

ройства 2, глазировочной головки 3, дозатора 4, палочкозабивателя 5, осушителя б

и пластинчатого транспортера 7.

Карусель 1 служит носителем формочек для мороженого и состоит из шести

форм, уложенных на формодержателе и соединенных между собой пластинами. По

периферии карусели расположено 120 пальцев для привода карусели в движение.

Формочки, закрепленные на карусели, совершают прерывистое движение, проходят

поочередно зону замораживания и зону оттаивания. Для наполнения формочек мер-

ной порцией мороженого используют дозатор 4, который крепится на станине и со-