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

261

стоит из двух отсеков. Гильзы, в которых двигаются поршни, соединены пазами ба-

рабана с отсеками бункера. Перемещаясь вверх, поршни засасывают дозу смеси,

после чего барабан поворачивается, и гильзы соединяются пазами, барабанами, на-

садкой и трубками. При движении поршня вниз доза мороженого загружается в

формочки.

Рис.

19.27 Принципиальная схема эскимогенератора карусельного типа

Для забивки деревянных палочек под мороженое применяют палочкозабиватель

который крепится на кронштейнах к шинам поддона.

Глазировочная головка 3 предназначена для выемки брикетов мороженого из

формочек, перемещения к транспортеру заверточного автомата и укладки мороженого

на транспортер. Головка состоит из корпуса, в котором во втулках на упорном под-

шипнике установлен стакан. На стакане закреплено зубчатое колесо, которое входит в

262

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

зацепление с роликами карусели и барабаном - носителем штанг. Глазирование бри-

кетов мороженого производится путем погружения брикетов в шоколадную глазурь,

после чего глазированное мороженое подается к сбрасывателю, освобождается от

щипцов и сбрасывается на лотки транспортера заверточного автомата.

19.28 Эскимогенератор Л5-ОЭК

Техническая характеристика эскимогенератора Л5-ОЭК

Производительность, кг/ч 500

Масса порции эскимо с глазурью, г 100

Расход:

холода, кВт 69,5

холодного рассола, м

/ч 25...30

горячего рассола, м

/ч , 8

Температура мороженого, поступающего в дозатор, °С -3,5

Установленная мощность, кВт 29,2

Габаритные размеры, мм 3075x2635x1875

Масса, кг 2600

Глава

Аппараты

для

охлаждения

и замораживания

пищевых

сред

263

Вертикальный льдоге-

нератор Л-250 (рис. 19.29)

представляет собой полый

цилиндр 1, окруженный ох-

лаждающей рубашкой. В ру-

башку подают жидкий хлада-

гент. На внутреннюю поверх-

ность цилиндра насосом по-

дают воду через форсунки 5.

Стекая, вода замерзает тон-

ким слоем льда, который сре-

зается ножом 2, укрепленным

на вертикальной вращающей-

ся оси 3. Полученный лед

вместе с водой падает в под-

дон 4, откуда поступает в

производство или для изго-

товления брикетов. Верти-

кальные снегогенераторы Л-

250 имеют производитель-

ность 250 кг/ч. U— '-Ш -

Рис.

19.29 Вертикальный льдогенератор

Техническая характери-

стика вертикального льдогенератора Л-250

Производительность, т/сут

6...7,2

Площадь рабочей поверхности цилиндра, м

1,96

Частота вращения ножевого ротора, мин ' 15

Температура кипения хладагента, °С -22...-40

Установленная мощность двигателя, кВт 3,0

Габаритные размеры, мм 1600x1300x1750

Масса, кг 1220

Горизонтальный льдогенератор снежного и чешуйчатого льда (рис. 19.30) со-

стоит из вращающегося стального цилиндра /, погруженного в ванну 4, наполовину

наполненную водой. Цилиндр имеет длину 900 мм и наружный диаметр 700 мм. Через

уплотнения с помощью полого вала 3 к цилиндру с одной стороны подводят жидкий

хладагент, с противоположной отсасывают образующийся пар. Цилиндр приводят во

вращение от электродвигателя через редуктор с частотой вращения 8... 12 мин"

Пленка льда толщиной 1.. .3 мм в виде сухих чешуек и влажной снежной массы среза-

ется неподвижным ножом 2 и направляется по наклонной плоскости в бункер. Льдо-

генератор обслуживается холодильной установкой производительностью 46,6 кВт.

При температуре кипения -20 °С производительность льдогенератора АИЛ-200 -

примерно 180 кг/ч. Находят применение горизонтальные льдогенераторы чешуйчато-

го льда с подачей в цилиндр холодного рассола, предварительно охлажденного в ис-

парителе холодильной машины.

264

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

19.30 Принципиальная схема льдогенератора горизонтального типа

Техническая характеристика горизонтального льдогенератора

Производительность при температуре

окружающей среды 20 "С, кг/ч 25...30

Температура кипения фреона, °С 20.. .25

Температура льда, °С -5

Питание от сети переменного трехфазного тока, В 380

Частота, Гц 50

Установленная мощность, кВт 0,2

Габаритные размеры, мм 1120x460x420

Масса, кг 70

Льдогенератор ЛТ-50 (рис. 19.31) состоит из двух блоков: льдоприготовитель-

ного отделения и машинного отделения. Все узлы льдогенератора смонтированы в

металлическом корпусе, выполненном из листовой стали и установленном на регу-

лируемых опорах.

Льдоприготовительное от-

деление, находящееся сверху

над машинным отделением, со-

стоит из теплоизолированного

бункера для хранения льда; над

ним расположена ванна 13, в

которую поступает вода, расхо-

дуемая для льда. В левой части

ванны установлен насос 3, часть

которого погружена в ванну с

водой. Над ванной размещена

оросительная трубка 2 с фор-

сунками 12, соединенная с на-

гнетательным патрубком насоса

резиновой трубкой. Для предот-

18 17 16

вращения попадания в бункер

Рис.

19.31 Принципиальная схема льдогенератора ЛТ-50

ВО

ды, выходящей ИЗ форсунок

оросительной трубки в виде

фонтанчиков, предусмотрена защитная шторка.

Глава

Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

265

Над оросительной трубкой установлен испаритель 9, представляющий собой

прямоугольную пластмассовую ванну, в которую вставлены медные пальцы, соеди-

ненные между собой последовательно медными кулачками. Внутри каждого пальца

имеется вертикальная перегородка. Под испарителем установлена наклонная решет-

ка 10, по которой лед скатывается в бункер. Корпус льдоприготовительного отделения

теплоизолирован.

В машинном отделении размещены холодильный агрегат, состоящий из ком-

прессора 16, конденсатора 17, вентилятора 18, теплообменника 75, фильтра-

осушителя 4 и электрощита.

При работе льдогенератора хладагент R22 дросселируется в капиллярной труб-

ке 5 и поступает в пальцы испарителя. Насос подает в оросительный коллектор во-

ду, которая выходит через его форсунки и омывает наружную поверхность пальцев

испарителя. Часть воды слоями намерзает на пальцах, остальная стекает в ванну и

вновь подается насосом в оросительную трубку в цикле.

Во время работы холодильной машины горячий пар хладагента, сжатый компрессо-

ром, подогревает воду в теплообменнике. Жидкий хладагент отделяется в отделителе 8.

При охлаждении испарителя до температуры -6...-12 °С реле температуры 6

включает реле времени, которое через 13 мин включает холодильный агрегат и во-

дяной насос. Электромагнитный вентиль 7 включается и, нагревающаяся в теплооб-

меннике вода вытесняется в ванну испарителя 7 холодной водой из водопроводной

сети. Пальцы испарителя подогреваются, образовавшиеся на них цилиндрики льда

подтаивают, сходят с пальцев, падают на наклонную рубашку и соскальзывают в

бункер 14, в котором установлено реле температуры 77.

Вода из ванны испарителя стекает через калиброванное отверстие в ванну насоса.

Чтобы избежать переполнения ванны водой, в ней установлен переливной патрубок.

Через две минуты после начала оттаивания реле времени отключает электро-

магнитный вентиль, включает холодильный агрегат и водяной насос.

В режиме «Промывка» работает только водяной насос, который прокачивает

воду (или моющий раствор) через оросительную трубку для удаления частиц мине-

ральных солей с поверхности пальцев испарителя, форсунок оросительной трубки,

лопастей и корпуса насоса.

Техническая характеристика льдогенератора ЛТ-50

Производительность при t

= 20 и t

i = 15 °С, кг/сут 50...5

Максимальная масса льда, находящегося в бункере, кг 25

Напряжение однофазного тока частотой 50 Гц, В 220

Установленная мощность, кВт 0,5

Давление воды на входе, МПа 0,08. ..0,6

Удельная масса воды на 1 кг льда, дм

/кг 2,3

Зарядка хладагентом R12, кг 0,45

Габаритные размеры, мм 800x550x1100

Масса, кг 104

Льдогенератор типа АСМ (рис. 19.32) содержит в верхней части камеры испа-

ритель 8, водяной коллектор с форсунками 7 и водяной насос 6. Под ними располо-

жен бункер для льда 4. В нижней части льдогенератора находится машинное отде-

ление, в котором размещены холодильный агрегат, состоящий из компрессора 9,

$ак 711)

266

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

вентилятора 10, конденсатора 11, фильтра-осушителя 12, и электромагнитные вен-

тили 5 и 13.

Испаритель 8 состоит из льдоформ, к которым припаян трубчатый змеевик. На-

сос подает воду из ванны в коллектор. Проходя через форсунки, вода разбрызгива-

ется и попадает в стаканчики, на внутренней поверхности которых образуется по-

стоянно увеличивающийся слой льда. Часть охлажденной воды стекает в ванну и

снова насосом подается в коллектор. С понижением температуры кипения хладаген-

та термореле испарителя включает реле времени. Хладагент поступает в змеевик

испарителя через капиллярную трубку, навитую на отделителе жидкости. Пар отса-

сывается компрессором через отделитель жидкости 7.

Через 25 мин работы льдогенератора в режиме замораживания открываются

электромагнитные вентили 5 и 13. Через один из них горячий пар нагнетается ком-

прессором 9 в испаритель 8, а через другой теплая вода поступает в поддон, омывая

испаритель. Цилиндрики льда в стаканчиках подтаивают, отделяются от форм, по-

падают на наклонную плоскость коллектора и, отгибая шторку, скатываются в бун-

кер 4 через дверцу 3. Цикл оттаивания длится около 3 мин, после чего реле времени

переключает льдогенератор на цикл намораживания льда, отключая электромагнит-

ные вентили, вода, оставшаяся в поддоне испарителя, через имеющиеся отверстия

стекает в ванну. Уровень воды в ней поддерживается не выше верхнего конца пере-

ливной трубки. Корпус льдогенератора находится в теплоизоляции 2.

Техническая характеристика льдогенераторов типа АСМ представлена в табл. 19.4.

520

Рис. 19.32 Льдогенератор типа АСМ

Глава 19 Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

267

Таблица 19.4 Техническая характеристика льдогенераторов типа АСМ

Показатель АСМ85АЕ6

АСМ125АЕ6

АС225АЕ6

Производительность по льду в сутки, кг

60 110

Установленная мощность, Вт »• 450 700 1200

Расход воды, дм

/сут

3,5 5

6,5

Холодопроизводительность агрегата, Вт 280 370 740

Масса хладагента R22 в системе, кг

0,4

0.5 0,85

Габаритные размеры, м

0,44x0,52x0,9

0,675x0,52x0,88

1,07x0,613x1,126

Вместимость бункера, кг 17 30 70

Масса, кг

115

Инженерные расчеты. Производительность фризера периодического дейст-

вия Пф (кг/ч) определяют по формуле

Ф.

= {

фРп)^ф,

где

Уф

- вместимость цилиндра, м

; р„ - плотность обрабатываемого продукта, кг/м

;

Хф

- продолжительность работы фризера, включающая продолжительность опера-

ций загрузки смеси мороженого, фризерования и разгрузки, ч.

Производительность работы фризера непрерывного действия П

(кг/ч) рас-

считывают по формуле

фт

= 3,6

•

1(Г

[{

Рсм

Л)

)/ 2],

где т

- число ножей; 5 - толщина срезаемого слоя, мм; п - частота вращения ножей,

с '; кф ~ коэффициент, учитывающий неравномерность срезания намороженного

слоя; Б

- площадь поверхности охлаждения цилиндра, м

;

сл

„

р.„ - плотность соот-

ветственно смеси и мороженого, кг/м

Расход холода Ф (кДж/ч) для фризера определяют по формуле

Ф =

{п

[с

сл

{т

,-Т

кр

)+с

,{т

кр

-rJ+3,36G

]+3600^

} /Ц

где с

см

и с

- теплоемкость смеси мороженого и готового мороженого, кДж/(кг-К);

Тем

- температура поступающей во фризер смеси, К; Т

- температура мороженого, К;

- масса воды в 1 кг мороженого, кг; N - мощность, потребляемая фризером, кВт;

т|„-

механический КПД фризера;

л\

- коэффициент, учитывающий потери холода.

Теоретическая производительность эскимогенератора карусельного типа П

(шт/ч) определяется в виде

т = «•

где z - число форм в карусели, шт.; п - частота вращения карусели, ч~ .

mh,

где т - радиальное число формочек, ряд; h - число формочек в ряду.

268 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Фактическая производительность льдогенератора П (кг/ч) равна

/7 = 3600(7

/Г,

где G

- средняя масса гранул льда, получаемых за один цикл, кг; Т - полный цикл

производства гранул льда, с.

Масса воды т

(кг), находящейся в ванне льдогенератора для замораживания,

т„ = p{<bh

-[(rmd

)/4]\,

где р - плотность воды, кг/м

; / - длина ванны, м;

- ширина ванны, м;

h„

- высота

слоя воды, м; п - количество цапф; d

- диаметр цапфы, м; h

- глубина погружения

цапфы в воду, м.

Тепловая нагрузка Ф (кВт) на холодильную установку льдогенератора

= ф

ф + ф ,

м о'

где

Ф„

- теплопритоки от воды при ее охлаждении, замораживании и охлаждении гра-

нул льда до конечной температуры, кВт; Ф„ - теплопритоки от металлоконструкций,

отепляемых при оттаивании льда и охлаждаемых при замораживании, кВт; Ф

- тепло-

притоки от окружающей среды через ограждающие конструкции льдогенератора, кВт.

=[с

+С/г-с

)]/х

где с

- удельная теплоемкость воды, кДж/(кг-К); Т

- начальная температура воды,

К;

G„

- масса льда, получаемого за цикл работы льдогенератора, кг; г - удельная те-

плота фазового перехода, кДж/кг;

с„

- удельная теплоемкость льда, кДж/(кг-К); Т, -

средняя температура гранул льда, К; т„ - время намораживания гранул льда, с.

=с

а+

где G

- средняя масса гранул льда, получаемых за один цикл, кг; у - массовая доля

льда, подтаявшего при освобождении цапф,

[(d

2b)

-d

]-(d

-d

где d - диаметр труб испарителя, м; 5 - толщина подтаявшего слоя льда, м; d

- на-

ружный диаметр гранул льда, м.

Фм=[О

+с

(Т

от

-\Т

\)]/х„,

где G

- масса металлоконструкций, отепляемых при оттаивании льда и охлаждае-

мых при замораживании, кг; с

- удельная теплоемкость материала испарителя,

кДж/(кг-К); Т

от

- температура нагревания испарителя при оттаивании, К;

То

- тем-

пература испарения фреона, К. ,

=0,15Ф

Глава 19 Аппараты для охлаждения и замораживания

пищевых сред

269

Уж лучше совсем не помышлять об отыскании

каких бы то ни было истин, чем делать это

без всякого метода, ибо совершенно несомненно

то,

что подобные беспорядочные занятия

и темные мудрствования помрачают

естественный свет и ослепляют ум.

ДЕКАРТ РЕНЕ (1596-1650)

французский философ и математик

19.7 УСТАНОВКИ КРИОГЕННОГО ЗАМОРАЖИВАНИЯ

Криогенное замораживание пищевых продуктов жидким азотом протекает бы-

стро и при очень низких температурах. Существует несколько способов заморажи-

вания пищевых продуктов с помощью жидкого азота: при непосредственном кон-

такте с газообразным азотом; погружением в азот; орошением жидким азотом. При

обычных условиях азот - инертный газ без запаха и вкуса, который при контакте с

пищевыми продуктами вредного влияния на них не оказывает. Получают азот путем

сжижения воздуха с последующим его разделением на азот и кислород в ректифи-

кационных колоннах, используя разности температур кипения при атмосферном

давлении: азота -196 °С, а кислорода -183 °С.

Температура замерзания азота составляет -210 °С, удельная теплота парообра-

зования 200 кДж/кг, плотность жидкости 0,81 кг/л, плотность газа 1,251 кг/м , коэф-

фициент теплопроводности жидкости 0,207 Вт/(м-К), газа 0,026 Вт/(м-К), удельная

теплоемкость жидкости 0,573 Вт/(кг-К), газа - 0,29 Вт/(кгК). Для устранения рас-

трескивания при замораживании в жидком азоте продукт предварительно охлажда-

ют парами азота.

Установка для замораживания продуктов жидким азотом (рис. 19.33) со-

стоит из конвейера загрузки 1, грузового конвейера 2, размещенных в изолирован-

ной камере 4, снабженной вентилятором 3, а также коллектора 5 с форсунками для

распыления жидкого азота и конвейера выгрузки 7.

Пары азота из средней II зоны с помощью вентилятора 3 направляются в / зону

предварительного охлаждения, где продукт 6 охлаждается до -1 °С. Затем продукт

поступает в зону замораживания II, а оттуда в зону выравнивания температур III по

объему продукта до средней конечной температуры. Азот выходит из установки с

Пар азота

1=-50...-60%

Рис.

19.33 Принципиальная схема установки для замораживания продуктов жидким азотом

270 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

19.34 Принципиальная схема установки для замораживания пельменей жидким азотом

температурой -50...-60 °С. В такой установке отсутствует машинное охлаждение,

она проста в обслуживании, в ней не требуется постоянный источник энергии, а

также отсутствует система оттаивания.

Установка для замораживания пельменей жидким азотом представлена на

рис.

19.34. Штамповка и замораживание пельменей осуществляется непосредствен-

но на металлической ленте 16 конвейера из коррозионно-стойкой стали, над которой

установлен пельменный аппарат 1. На раме конвейера установлена изотермическая

морозильная камера 17 с двойными стенками с поворотной заслонкой 2. В камере

установлены четыре температурные зоны. В зоне предварительного охлаждения 3

продукт охлаждается холодными парами газообразного азота. В зоне штамповки 10

тестовая трубка с фаршем подается под штамп, где образуются пельмени. В зоне

орошения 12 пельмени замораживаются путем орошения их жидким азотом, посту-

пающим из емкости под избыточным давлением. В зоне выравнивания температур

14 устанавливается одинаковая температура по всей массе продукта. В зоне предва-

рительного охлаждения размещается нагнетательный воздуховод 5 прямоугольного

сечения с щелевыми насадками, обращенными к ленте, и двумя шиберными заслон-

ками 6, позволяющими регулировать количество подаваемого газа, изменять его

скорость и направление движения над продуктом.

Для получения и подбора необходимых температур в воздуховод врезан трубо-

провод подачи жидкого азота 11, который, испаряясь, охлаждает воздушный поток

до—50...—120 °С. В зоне штамповки установлен штамповочный пельменный барабан

8 и вентилятор 7 с электродвигателем 4 для нагнетания с помощью воздуховода 9

паров азота, образующихся в зоне орошения, в зону предварительного охлаждения.

В зоне орошения установлено три коллектора 13, с десятью форсунками на ка-

ждом, для распыления жидкого азота при температуре -196 °С. Для сбора неиспа-

рившегося жидкого азота под лентой конвейера установлен поддон 15 из коррози-

онно-стойкой стали. При переполнении поддона азот насосом снова подается в фор-

сунки, при этом перекрывается соленоидный вентиль на трубопроводе подачи жид-

кого азота из емкости.

Зона выравнивания температур специально не охлаждается, но из-за близкого рас-

положения зоны орошения в ней достигается температура -20.. .-60 °С. Время обработ-

ки пельменей в зонах: предварительного охлаждения - 60 с, штамповки - 10 с, ороше-

ния - 90 с, выравнивания температур - 30 с. Выравнивание температур продолжается

3...5 мин. Для уменьшения длины установки целесообразно зону выравнивания темпе-

ратур устанавливать под основной лентой конвейера (под зоной орошения).