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

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.

24.23 Сыродельная ванна В2-ОСВ-10

482

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Между наружным и внутренним дном установлен барботер. Пар подводится от

заводской сети через патрубок диаметром 25 мм. Слив воды из рубашки - через пат-

рубок диаметром 50 мм в нижнем днище.

Охлаждающая вода подводится через патрубок диаметром 32 мм, выступающий

за наружное днище. Вода через перфорированную трубу, являющуюся бортом ван-

ны,

стекает между двумя боковыми стенками, омывая при этом внутреннюю ванну.

Клапан 9 для спуска из ванны зерна в смеси с сывороткой расположен со сторо-

ны,

противоположной подводящим патрубкам воды, пара, слива воды из рубашки.

Контроль за наполнением емкостей молоком осуществляется визуально при

помощи мерной линейки 5, а у ванны марки В2-ОСВ-10 - автоматически, для этого

на боковой стенке ванны вмонтирован датчик контроля верхнего уровня молока 12.

Наклон ванны марки Д7-ОСА-1 при мойке и перекачке из нее содержимого

осуществляется гидравлическим домкратом 1, установленным в колонне, а наклон

ванн марок В2-ОСВ-5 и В2-ОСВ-10 - пневмоцилиндром, также установленным в

колонне. Для установки привода к ванне крепятся болтами две колонны. Мостовая

конструкция 7, крепящаяся на колоннах, состоит из двух балок коробчатого сечения

и соединяющих их элементов.

Режуще-вымешивающий инструмент представляет собой ножевую раму с вер-

тикальными поворотными ножами. Привод 6 режуще-вымешивающего инструмента

перемещается внутри моста на направляющих, приваренных к балкам. Весь привод

монтируется на корытообразной платформе, что полностью исключает возможность

попадания загрязнений с привода в ванну.

Для сообщения платформе возвратно-поступательного движения используют

втулочно-роликовую цепь. В одном из звеньев цепи вместо оси закреплен в рычаге

палец с роликом. Это обеспечивает вращательное движение звездочек и равномер-

ное вращательно-поступательное движение каретки. Постоянное натяжение втулоч-

но-роликовой цепи осуществляется перемещением колонки ведомого вала вместе с

закрепленной на нем звездочкой при помощи винта, расположенного в одной из

торцевых стенок каретки.

Электрооборудование сыродельной ванны марки Д7-ОСА-1 состоит из гори-

зонтально расположенного четырехскоростного двигателя, перемещающегося вдоль

каретки при помощи рейки и шестерни, бесступенчатого вариатора скорости, чер-

вячного редуктора и цепной передачи.

Бесступенчатый вариатор скорости состоит из двух шкивов и клинового ремня.

Ведомый шкив вариатора имеет постоянный диаметр. Ведущий (раздвижной) шкив

может иметь переменный диаметр, он состоит из двух конусов, один из которых пе-

ремещается вдоль оси двигателя. Перемещение конуса, а вместе с тем и изменение

диаметра ведущего шкива, происходит за счет изменения межцентрового расстояния

клиноременной передачи путем перемещения двигателя по салазкам каретки.

Ведущий вал инструмента (вертикальный вал червячного редуктора) вращается

от червячного колеса. Второй вал инструмента получает вращение от ведущего че-

рез цепную передачу.

Ванну наполняют молоком сверху, затем включают привод. При непрерывном

перемешивании подогревают молоко до температуры свертывания. В молоко, по-

догретое до нужной температуры, вносят бактериальную закваску, раствор фермен-

та и другие компоненты. При этом смесь продолжают перемешивать до получения

однородной массы. По окончании перемешивания отключается двигатель, после

Глава 24 Оборудование для брожения

пищевых сред

483

чего происходит свертывание. Когда сгусток достигает желательной плотности,

включают привод и режуще-вымешивающим инструментом сырный сгусток разре-

зают. Для разрезки сгустка режуще-вымешивающий инструмент вращают по часо-

вой стрелке. Процесс начинают с наименьшего числа оборотов инструмента.

После окончания разрезки сгустка и частичной постановки сырного зерна отби-

рают нужное количество сыворотки. Отбор сыворотки из сыродельной ванны марки

Д7-ОСА-1 проводится через патрубок, вваренный в боковую стенку ванны, треххо-

довой кран и сито, навешенное на борт ванны, при остановленном инструменте. От-

бор сыворотки из сыродельных ванн марок В2-ОСВ-5 и В2-ОСВ-10 осуществляется

через устройство для отбора сыворотки при работающем режуще-вымешивающем

инструменте. После отбора сыворотки выполняют второе нагревание при вращаю-

щемся инструменте и подсушивают зерно, после чего прекращают подачу пара, и

сырное зерно в смеси с сывороткой при наклонном положении ванны перекачивают

насосом или самотеком в формовочные устройства или на отделители сыворотки.

Таблица 24.3 Техническая характеристика сыродельных ванн

Показатель Д7-ОСА-1 В2-ОСВ-5

В2-ОСВ-10

Вместимость ванны, м'

геометрическая 3,1 5,8 10,9

рабочая 2,5 5,0 10,0

Частота вращения режуще-вымешивающего

инструмента, мин

4,5...29 2...20 2...20

Мощность электродвигателя, кВт 0,6/0,7/1/1,3 1,6 1,6

Тип режуще-вымешивающего инструмента универсальный

Число режуще-вымешивающего инструмента 2 2 2

Потребная масса пара на

кг молока

(при давлении 5 Па), кг 0,108 0,05 0,04

Потребная масса воздуха на

варку

(при давлении 5 Па), м

0,9 0,2

Потребный объем воды, м

на мойку ванны и инструмента 0,3 0,5 0,8

на технологический процесс 0,5 0,9 1,4

Габаритные размеры, мм 3900x1600x2050

6200x2130x2300 6260x3720x2815

Масса, кг 1550 3850 4800

Инженерные расчеты. Производительность сыродельных ванн П (кг/ч) опре-

деляют по формуле:

где т

- масса молока в ванне, кг; т

- продолжительность цикла, ч (включая напол-

нение, нагревание, свертывание, разрезку, вымешивание, образование пласта и раз-

грузку).

Скорость движения режущего инструмента v (м/с) при дроблении сырного сгу-

стка определяют из уравнения

pPd/(

-Fp

где Р - линейное удельное давление на зерно со стороны ножа, Н/м; d - диаметр

зерна, м; у - коэффициент сопротивления; F - площадь сечения зерна, м ; р

—

плот-

ность сыворотки, кг/м

484

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Сгусток начинают резать при скорости движения режущего инструмента v =

= 0,3...0,4 м/с, а заканчивают постановку зерна при v =

1,5...2,0

м/с. Перемешивают

зерно в течение

t„

= 30... 150 мин.

Мощность N (кВт) мешалки зависит от требуемой интенсивности перемешива-

ния и определяется величиной перемешиваемого объема и энергией перемешивания.

Потребную мощность N (кВт), затрачиваемую лопастной мешалкой, определя-

ют по формуле

0,052phzn

(R* -R*),

где р - плотность продукта, кг/м

; h - высота погруженной части лопасти, м; z -

число лопастей; п - частота вращения, с

-1

; R

, R

- расстояние от оси вращения до

наружного и внутреннего краев лопасти, м.

Кто спорит, ссылаясь на авторитет,

тот применяет не свой ум, а скорее память.

ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ (1452-1519),

итальянский живописец, скульптор, архитектор,

ученый и инженер

24.9 АППАРАТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАКВАСОК И ПРОИЗВОДСТВА

КИСЛОМОЛОЧНЫХ НАПИТКОВ

Для приготовления закваски на предприятиях отрасли применяют специальные

заквасочники. Основным техническим параметром их является вместимость. Заква-

сочники вместимостью 12 и 40 л применяют для приготовления лабораторной и

производственной заквасок, а заквасочники вместимостью 150, 350, 630 л и более

используют для получения производственной закваски.

Заквасочник Г6-03-12 (рис. 24.24, а) состоит из термоизолированной ванны 1 с

подставкой, термоизолированной крышки 2, четырех ушатов с крышками 3, элек-

трошкафа с пультом управления, комплекта принадлежностей. Ванна заквасочника

представляет собой сварную конструкцию из наружной и внутренней ванн, простран-

ство между которыми заполнено теплоизоляцией. Ванна имеет крышку, прикреплен-

ную шарнирно. Со стороны электрошкафа в ванну вмонтированы три электронагрева-

тельных элемента и датчик блоков регулирования и измерения температуры.

В верхней части ванны установлена решетка, в которую вставляют ушаты (со-

суды цилиндрической формы с крышкой и ручками). Ушаты с молоком помещают в

ванну, заполненную водой до верха переливной трубы. Нагрев молока до темпера-

туры пастеризации и выдержка при этой температуре происходят в автоматическом

режиме. Затем в ванну поступает холодная вода, молоко охлаждается до температу-

ры сквашивания, после чего в ушаты вносят культуры молочнокислых бактерий.

Сквашивание молока происходит при заданной температуре. Готовая закваска ох-

лаждается хладоносителем и хранится в камерах до употребления. Хладоносителем

служит ледяная вода температурой 2.. .3 °С.

Заквасочник Г6-03-40 по конструкции аналогичен заквасочнику Гб-03-12.

Внутри ванны в нижней части смонтирована парораспределительная головка, пред-

ставляющая собой цилиндр, на боковой поверхности которого имеются 144 отвер-

стия диаметром 3 мм.

Глава 24 Оборудование для брожения

пищевых сред

485

Поворачивая рукоятки на электрошкафу, подают напряжение и устанавливают

режим пастеризации. В ванну поступает пар для пастеризации молока. По достижении

температуры пастеризации молоко выдерживают в течение 50.. .60 мин. Затем в ванну

подают холодную воду, и молоко охлаждается до температуры сквашивания, после

чего в ушаты вносят культуры молочнокислых бактерий. Рукоятку режима работ на

панели электрошкафа устанавливают в положение «Сквашивание». Сквашивание мо-

лока происходит при температуре, автоматически поддерживаемой в течение време-

ни,

определяемого технологическими инструкциями по производству заквасок.

Заквасочник Л5-ОЗУ-0,35 (Л5-ОЗУ-0.63) (рис. 24.24, б) представляет собой

термоизолированную емкость со следующими устройствами: для залива и слива

продукта, перемешивающим 4, для мойки внутренней поверхности 5, змеевиками 3,

датчиком контроля температуры пастеризации и сквашивания и др. В электрошкафу

смонтированы электрические приборы, управляющие работой привода мешалки,

вентилей с электромагнитным приводом и контролирующие температуру продукта.

Заквасочник состоит из внутренней 1 и наружной 2 ванн и облицовки. Про-

странство между наружной ванной и облицовкой заполнено теплоизоляцией, в про-

странстве между внутренней и наружной ваннами (в рубашке) находятся змеевики 3

Рис.

24.24 Заквасочники:

а-Гб-ОЗ-12; б-Л5-ОЗУ-0.35 (Л5-ОЗУ-0.63)

486

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

и переливная труба. Внутренняя и наружная ванны состоят из обечайки и днища. К

днищу внутренней ванны приварен патрубок для вывода продукта. Для полного

слива продукта днище имеет уклон в сторону выпускного патрубка.

По образующей обечайки, в ее верхней части, приварен змеевик для подачи ледя-

ной воды. К днищу наружной ванны приварены переливная труба, патрубок для слива

воды из рубашки и змеевик для подачи пара при пастеризации продукта. На выход-

ных концах змеевиков подачи пара и ледяной воды установлены обратные клапаны.

Через патрубок, приваренный ко дну наружной ванны, заполняется водой межстенное

пространство (рубашка). Для контроля за уровнем воды в рубашке служит сигнальная

лампочка, установленная на лицевой части электрошкафа. При отсутствии сигнала о

заполнении необходимо открыть вентиль и заполнить рубашку водой. Переливная

труба ограничивает заполнение водой межстенного пространства.

По достижении продуктом температуры 75...90 °С вода в межстенном про-

странстве начинает кипеть и через переливную трубу выходит пар. При монтаже

необходимо предусмотреть трубопровод отвода пара за пределы помещения. За-

прещается соединять переливную трубу с закрытой емкостью, так как в этом случае

в межстенном пространстве может создаваться избыточное давление. Для наполне-

ния молоком внутренней ванны заквасочника имеется патрубок с условным прохо-

дом 35 мм, для слива - клапан с условным проходом 50 мм. Молоко перемешивает-

ся фиксируемой на валу привода с помощью пальца и закрепляемой гайкой мешал-

кой. Заквасочник сверху закрывается крышкой, состоящей из двух частей: подвиж-

ной и неподвижной. На подвижной крышке находится упор, который нажимает на

конечный выключатель и отключает электродвигатель при открытой крышке. На

неподвижной части смонтированы датчики верхнего уровня продукта, моющее уст-

ройство, патрубок для заливки молока, датчик блока регулирования и контроля тем-

пературы, который погружен в продукт. Для подачи моющих растворов внутрь за-

квасочника служит моющая головка, представляющая собой шар с отверстиями.

На трубопроводе подачи пара в нижний змеевик при пастеризации продукта ус-

тановлены фильтр, два параллельно соединенных вентиля с электромагнитным при-

водом, манометр и байпасная линия; на трубопроводе подачи ледяной воды -

фильтр, вентиль с электромагнитным приводом и байпасная линия.

Установки работают в автоматическом режиме, подача сырого молока прекра-

щается по достижении верхнего уровня заполнения. Управление процессами нагре-

ва и перемешивания, подача тепло- и хладоносителя, а также сигнализация при дос-

тижении заданной кислотности сквашивания молока производятся автоматически.

Технические характеристики заквасочников приведены в табл. 24.4.

Таблица

24.4

Техническая характеристика заквасочников

Показатель

Гб-03-12

Г6-03Ч0

Л5-ОЗУ-0,35

Л5-ОЗУ-0,63

Вместимость,

дм'

(

общая

12 40 35 63

одного

ушата

3 2

- -

Частота

вращения

мешалки,

с"

- -

0,47 0,47

Потребный

объем

ледяной

воды,

0,8 1,36

2,2 2,3

Расход

пара,

кг/ч

- -

100 130

Установленная

мощность,

кВт

7,5 2,5

0,55 0,55

Габаритные

размеры,

мм

855x620x1080 855x620x1080

1400x1020x1750

1600x1220x2000

Масса,

кг

160

180 360 410

Глава 24 Оборудование для брожения

пищевых сред

487

Аппарат Я1-ОСВ (рис. 24.25) состоит из корпуса 10, мешалки 8, привода 4, мо-

ечного устройства 5, крышки люка 16, датчиков верхнего 20 и нижнего 13 уровней,

крана отбора проб 3, термометра сопротивления 2, термометра 1 и регулируемых опор

75.

Корпус представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд с днищем 77 и

крышкой 6, теплообменной рубашкой в виде змеевика и патрубками подвода 7 и от-

вода 12 тепло- и хладоносителя. Корпус термоизолирован фенолформальдегидным

пенопластом 9 и облицован тонколистовой сталью. Для обслуживания предусмотрена

лестница 77, установлено смотровое окно 18 и светильник 19.

Мешалка 8, установленная вертикально, имеет форму трубчатого контура с диа-

гональной лопастью. Нижней частью мешалка опирается на подшипник скольже-

ния. Привод 4 представляет собой мотор-редуктор, установленный на плите.

Моечное устройство 5 состоит из двух головок, вращающихся во взаимно пер-

пендикулярных плоскостях. Головки имеют изогнутые трубки, создающие при вы-

текании жидкости реактивную силу вращающую головки.

Заполнение и опорожнение аппарата продуктом осуществляются через патру-

бок 14, установленный в нижней части корпуса. Для контроля температуры продук-

та в нижней части корпуса установлены термометр 7 и термометр сопротивления 2.

Для определения верхнего уровня продукта служат датчики уровня 20, для сигнали-

зации опорожнения - датчик уровня 13. Пробу продукта для определения кислотно-

сти берут через пробный кран 3, расположенный в цилиндрической части резервуа-

ра. В резервуаре имеется люк, закрываемый крышкой с защелкой. У крышки люка

установлен конечный выключатель. На крышке резервуара расположен патрубок

для подсоединения к внешней охладительной установке. Система охлаждения в ви-

де замкнутой спиралевидной рубашки позволяет прокачивать теплоносители под

избыточным давлением, что повышает эффективность теплообмена и упрощает

проектные решения по обвязке резервуаров трубопроводами. В верхней части аппа-

рата установлен воздушный клапан 27.

В аппарате осуществляются следующие операции: заполнение продуктом до оп-

ределенного уровня, введение закваски (при необходимости), перемешивание, сква-

Рис.

24.25 Аппарат Я1-ОСВ

488

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

шивание или созревание продукта, охлаждение. Резервуары оснащены средствами

контроля автоматического и дистанционного управления процессами, что позволяет

обеспечить минимальную трудоемкость эксплуатации и высокое качество вырабаты-

ваемых продуктов. Технические характеристики аппаратов приведены в табл. 24.5.

Таблица

24.5 Техническая характеристика аппаратов для производства

кисломолочных

продуктов

Показатель

Я1-ОВС-2

Я1-ОВС-3

Я1-ОВС-4

Я1-ОВС-5

Я1-ОВС-6

Рабочая

вместимость,

2,5

6,3

Внутренний

диаметр,

мм

1200 1400 1600 2000 2400

Условный

диаметр патрубков

наполнения-опорожнения,

мм

(для всех моделей)

Установленная

мощность, кВт 0,75 (для всех моделей)

Занимаемая

площадь, м

2,12

2,7

3,7 5,4

7,33

Масса,

кг

535 900

1070 1500 2000

Инженерные расчеты. Оборудование с периодическим циклом работы подби-

рают, исходя из сменной объемной производительности ванн Я

си

(м

/ч)

П^={Ух

см

)1х

цт

где V - рабочая вместимость ванн, м

; х

ам

- продолжительность смены, ч; х

цм

, - про-

должительность одного цикла переработки молока в творог, включающего в себя опе-

рации наполнения ванны, нагревания нормализованной смеси до температуры сква-

шивания (32 °С), сквашивания, выгрузки из ванны сгустка с сывороткой и ее мойки, ч.

Расход холода, необходимого для охлаждения творога Ф

(Дж/ч), находят по

формуле

Ф* =k

G„c

]

-t

где к

- коэффициент, учитывающий потери холода в окружающую среду (для от-

крытых охладителей к

= 1,3, закрытых к

= 1,2);

G„

- массовый расход продукта,

кг/ч;

с„ - удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг°С); t\ и t

- температура творога

на входе в охладитель (t\ = 25.. .30 °С) и выходе из него {t

= 8... 14 °С).

Решись

стать разумным, начни!

ГОРАЦИЙ

ФЛАКК КВИНТ (65-8 до

н.э.),

римский

поэт

24.10 ТЕХНИКА БУДУЩЕГО: НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Аппарат для брожения и дображивания пива (Пат. № 1738834 РФ, С12

СП/04) относится к пищевой промышленности, а именно к вертикальным аппара-

там для брожения и дображивания пива и других пищевых сред.

На рис. 24.26 схематично изображен аппарат для брожения и дображивания пива.

Аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с коническими крышкой и днищем.

Корпус 1 снабжен теплообменными рубашками 2. Внутри корпуса 1 по оси установ-

лен трубопровод 3, который в нижней части выполнен закругленным, а выходной

его конец закреплен на боковой поверхности конического днища корпуса 1. В верх-

ней части трубопровода 3 закреплены ограничители, между которыми на трубопро-

Глава 24 Оборудование для брожения

пищевых сред

489

777-77?—777-777

77/

777 777 777 777 777 777 777 777 777

Рис.

24.26

Аппарат

для

брожения

дображивания

пива

воде 3 установлена моющая головка 5, снабженная двумя соосными патрубками:

верхним основным и нижним дополнительным.

Моющая головка 5 установлена на трубопроводе 3 с образованием зазора между

наружной поверхностью трубопровода и внутренней поверхностью патрубков. Верх-

няя часть трубопровода 3 глухая и закреплена во фланце 6. На трубопроводе 3, в зоне

расположения моющей головки 5, имеются отверстия 7. На нижнем конце трубопро-

вода 3 установлены предохранительный клапан 8, манометр 9 и трехходовой кран 10.

Трубопровод 3 через кран 11 сообщается с гидрозатвором 12. В верхней части корпу-

са 1 имеется датчик 13 уровня, а внизу смонтирован датчик 14 температуры. Корпус 1

покрыт термоизоляцией 15. В нижней части корпуса 1 установлен кран 16.

Продукт, наприме, пивное сусло и дрожжи, подается в аппарат через кран 16 и

заполняет его до тех пор, пока уровень жидкости не дойдет до датчика 13. Воздух

при этом вытесняется из аппарата через отверстия в моющей головке 5, проходит

через отверстия 7 в трубопроводе 3 и выходит через гидрозатвор 12 в атмосферу.

После заполнения аппарата начинается процесс брожения. При этом выделяю-

щаяся двуокись углерода выходит так же, как и воздух, через трубопровод 3 и гид-

розатвор 12 и направляется по трубопроводу для утилизации. Температура в аппара-

те,

контролируемая датчиком 14, поддерживается хладоагентом, подаваемым в теп-

лообменные рубашки 2.

Аппарат для брожения и дображивания пива отличается тем, что целью упро-

щения конструкции, повышения надежности, безопасности работы и удобства об-

16*

5ак.

710

490

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

служивания, трубопровод для отвода двуокиси углерода и подачи моющего раство-

ра установлен внутри корпуса.

Аппарат для сбраживания крахмалосодержащего сырья при производстве

спирта (Пат. № 1116055 РФ, С12 М1/02) применяется в спиртовой промышленности

для сбраживания крахмалосодержащего сырья при производстве спирта.

На рис. 24.27 схематически изображен аппарат для сбраживания крахмалосо-

держащего сырья при производстве спирта. Аппарат представляет собой цилиндри-

ческий резервуар 1 с коническим днищем 2, крышкой 3, охладительной рубашкой 4,

переливной трубкой 5 и люками 6. Внутри резервуара 1 смонтировано с возможно-

стью вращения перемешивающее устройство, выполненное в виде вертикального

перфорированного вала 7, соединенного в нижней части с образованием зазора 8 с

патрубком 9 подвода сбраживаемого сырья. На валу 7, в верхней его части, укреп-

лены с образованием сегнерова колеса перфорированные патрубки 10 с соплами //.

На патрубке 9 подвода сбраживаемого сырья установлен инжектор-смеситель 12.

Патрубок 13 подвода бродящей среды подсоединен к инжектору-смесителю 12 и

сообщает его полость с полостью резервуара 1. Патрубок 14 подвода засевных

дрожжей соединен с патрубком 13 подвода бродящей среды из резервуара 1 к ин-

жектору-смесителю 12. В верхней части резервуара 1 имеется патрубок 15 отвода

пены, на котором укреплен пеногаситель 16, выполненный в виде трубы Вентури.

На крышке 3 резервуара 1 имеется патрубок 17 отвода газов брожения. В нижней

части к резервуару 1 присоединены патрубки 18 к 19, соответственно, для подвода и

отвода моющей жидкости, а также патрубок 20 для подвода пара в резервуар 1 через

инжектор-смеситель 12 и перемешивающее устройство.

Насосом из теплообменника сбраживаемое сырье (сусло) подается через патру-

бок 9 в сопло инжектора-смесителя 12.

Рис.

24.27 Аппарат для сбраживания крахмалосодержащего сырья