Разработка конструкции фризера для производства мороженого

 

Фризер предназначен для  непрерывного промышленного производства высококачественного мягкого мороженого производительностью до 600 л/час.

Фризер оснащен автономной фреоновой холодильной установкой, цилиндром с хромированной поверхностью, обеспечивающей эффективное фризерование.

Подача смеси мороженого и воздуха производится плунжерным насосом. Выход замороженной смеси  из цилиндра производится посредством  регулятора давления.

Фризер типа ФР600-ПРО обслуживается с панели управления, а подача горячего газа хладагента обеспечивает точное регулирование вязкости и автоматически предотвращает дальнейшее замораживание смеси.

Использование в конструкции  кожухотрубного конденсатора обеспечивает простоту в обслуживании, гарантирует  бесперебойную работу в условиях повышенного загрязнения и влажности.

 

 

 

 

Техническая характеристика

Производительность                                          150-600 л/час

Температура смеси на входе                                +4 °С

Температура мороженого на выходе                           -5 °С

Холодопроизводительность                               10300 ккал/час

Взбитость                                                                   30-140%

Потребление охлаждающей воды из градирни         +25/+28 °С

Суммарная установленная мощность                   14,1 кВт

 

 

Линии фасования и закаливания мороженого

Непосредственно после выхода мороженого из фризера в него можно  ввести дополнительные добавки: фрукты, варенье, изюм, орешки, частички шоколада и т.п.

Этот процесс производится путем присоединения к линии  различных устройств. После напитывания мороженого производства различными ингредиентами смесь поступает в дозирующие устройства, формирующие вид мороженого.

 

 

 

 

Закаливание мороженого

Производство мороженого не закончено до тех пор, пока оно  не пройдет процесс закаливания  до температуры не выше 20 °С. При производстве мороженого на наполнительных устройствах необходима транспортировка в закалочный туннель. Чем быстрее проходит закаливание мороженого, тем лучше его консистенция. «Простор Л» предлагает универсальные закалочные туннели для всех видов мороженого.

 

 

 

 

Состав туннеля:

• камера из пенополиуретановых панелей

• компрессорно-конденсаторный агрегат

• конвейер с комплектом люлек

• автономный привод

• воздухоохладитель (фреоновый или аммиачный).

 

Возможны дополнительные опции:

Система ADAP-COOL. Осуществляет мониторинг всех параметров работы холодильной  установки.

Дистанционная панель управления. Возможность оперативной регулировки  температуры замораживания и  скорости прохождения продукта в  камере.

Конструкция участков загрузки - выгрузки может быть адаптирована к уже имеющейся технологической  линии по подготовке и фасованию  продукта.

Скороморозильные аппараты поставляются как для работы на фреоне, так и на аммиаке.

 

Хранение  мороженого

После закаливания мороженое  направляется в холодильную камеру или склад, где хранится на полках или поддонах при температуре -25 °С. Продолжительность хранения зависит  от типа продукта, упаковки и поддержания  постоянной низкой температуры и  составляет 0-9 месяцев.

Основные преимущества складов  хранения это тщательная предпроектная  и проектная подготовка, учитывающая  состав и количество поступающих  на промежуточное хранение грузов, структурные потребности (наличие  в составе склада специализированных помещений и камер) и другие особенности  каждого конкретного проекта; строительство  осуществляется из современных высокоэффективных  и долговечных материалов, отличающихся постоянством своих характеристик  с течением времени; монтаж склада осуществляется в кратчайшие сроки (3-6 месяцев), которые  на порядок меньше, чем при строительстве традиционными методами.

Отличное качество исполнения проекта обеспечивают высококвалифицированные монтажники, обладающие значительным практическим опытом.

 

 

Технологическая линия производства мороженого

Технологические линии и  отдельные компоненты для любой  производительности и любых типов  мороженого.

Отличительной особенностью комплекса является возможность  комбинирования оборудованием по желанию  заказчика. Выполнение технологических операций: смешение, пастеризация, очистка, гомогенизация, охлаждение, созревание, фризерование.

 

Базовая технологическая  схема

 

 

 

 

Оборудование.

1. Смесительная установка  с системой пастеризации и  охлаждения. Представляет собой  термоизолированный резервуар выполненный  полностью из нержавеющей стали,  укомплектованный перемешивающим  устройством, системами контроля  технологических параметров, пультом  управления. Рубашка с паровым  или электро нагревом. Поставляется  в комплекте с электрическим  парогенератором.

2. Роторно-пульсационный аппарат РПА-1,5 (1500 л/ч) или гомогенизатор плунжерного типа со степенью гомогенизации 95% марки А1-ОГ3М ( 500, 1600, 2500 л/ч ).

3. “Фризер 30” , “Эльбрус 400” - периодического; Б6-ОФШ –непрерывного действия.

4. Насос роторный В3-ОРА  производительностью 2 куб. м/ч  или 10 куб.м/час

5. Соеденительная и запорная арматура, части трубопровода.

6. Холодильная машина МКТ-28, МКТ-20.

7. Парогенератор 1КЭП-160/0,4 (50-200 кг/ч) со ступенчатой регулировкой.

 

Назначение

- подготовки компонентов  смеси мороженого, их непрерывной  и автоматической подачи в  смесительные емкости;

- создания высокодисперсной  эмульсии смеси многокомпонентных  составов;

- пастеризации в тонкослойном  закрытом потоке с выдержкой  и автоматическим контролем процесса  пастеризации;

- последующей гомогенизации,  охлаждения и созревания и  подачи на фризерование.

 

 

Преимущества  этой технологической линии:

1. Обеспечивается гарантированная  производительность линии с соблюдением  тепловых режимов обработки смеси  в рамках рабочего графика  (7 часов - рабочий режим, 1 час - мойка).

2. Используется экономичная  и полностью замкнутая система  подготовки теплоносителя с возвратом  конденсата.

3. Управление кухней осуществляется  с одного пульта (используется  программируемый промышленный контроллер); все тепловые и временные режимы, текущее состояние единиц оборудования, вплоть до каждого конкретного  клапана архивируются. Данные могут  быть подняты по прошествии 1 года.

4. Поставка осуществляется  монтажными узлами, что обеспечивает  экономию денежных средств на  монтаж и пусконаладочные работы.

5. Использование имеющихся  у заказчика сервисных сред; низкое  потребление теплоносителя, хладоносителя,  малая производственная площадь.

6. Непрерывная технология  производства с соблюдением повышенных  санитарных норм.

 

Установка пластинчатая охладительная.

Установка пластинчатая охладительная  предназначена для быстрого тонкого  охлаждения смесей мороженого в закрытом потоке после пастеризации, осуществляемой в емкостных аппаратах.

Установка смонтирована на станине, установленной на ножке. Состоит  из секций рассольного и водяного охлаждений, в которых закреплены теплообменные пластины с помощью  зажимных устройств, а также разделительной и напольной плит.

Установка снабжена пультом  управления, в состав которой входит термометр сопротивлений, регулирующий клапан, вентиль запорный муфтовый, манометр и исполнительный механизм.

После смешивания компонентов  пастеризации в емкостном аппарате, фильтрации и гомогенизации смесь  мороженого температурой 80...86 °С подается в пластинчатый охладитель, где охлаждается  двухступенчато — холодной водой  и рассолом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА

 

Исходные данные:

производительность: Q=1000кг/ч=0,627кг/с;

частота вращения винта: n=50мин^-1;

длина горизонтального перемещения  груза: L=0,88м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.1- Схема к расчету  винтового транспортера.

 

Расчетный диаметр шнека

D=,

где Q- производительность, кг/с;

       К=0,3- коэффициент;

- плотность груза (фарша) 900кг/м³;

      - коэффициент соотношения между шагом и диаметром винта (

угловая скорость, с^-1;

 

где  n- частота вращения винта, об/мин.

5,23с^-1

D= 0,11м=110мм

Полученное значение диаметра шнека округляют до ближайшего большего значения из стандартного ряда диаметров шнеков, т.е. D=70мм

Шаг нарезки р и глубина витка шнека h существенным образом влияют на производительность шнековой машины. Для идеального шнека оптимальным углом наклона нарезки угол 45°.

Шаг винтовой нарезки шнека определяем по формуле:

р = (0,8...1,2) D,

где D-ориентировочный диаметр шнека, мм.

Если шаг нарезки принять равным 1,8D, то это значение является слишком высоким, так как шнеки с большим шагом и большой глубиной очень чувствительны к изменению давления, температуры и вязкости материала. На практике рекомендуется принимать шаг резьбы постоянным по длине шнека и равным диаметру шнека, т.е. р = D, что соответствует углу подъема винтового канала 17°42'. В этом случае обеспечивается не только достаточно хорошее питание машины материалом, но и существенно упрощается технология изготовления шнека.

Для обеспечения высоких  степеней сжатия материала могут  применяться шнеки с переменным по длине шагом нарезки.

Подставляя значение диаметра щнека, определяем шаг нарезки:

р = 0,8* 110=110мм

Глубина винтового канала шнеков определяется по формуле:

h = (0,12...0,16)D= 0,14*110=15,4мм

Угол наклона винтовой линии

=аrctg(p/D)=arctg 1=45.

Полная длина транспортера равняется длине горизонтального перемещения груза, т.е. L_n=L=0,88м.

Мощность, необходимая для  привода.

P=g*Q*L*Кс*Кд ,

где  Q-производительность, кг/с;

       L-соответственно длина горизонтального перемещения груза, м; 

       К_с-коэффициент сопротивления движению груза, зависящий от вида груза: для сыпучих и легких грузов 1,2…2,5,

  для плотных, связных и тяжелых 2,5…5;

       К_д- коэффициент, учитывающий дополнительные сопротивления движению от сил инерции, перемешивания груза и т.д. (к_д=3,5...4,5).

P=9,81*0,27*0,88*3,5*3,5=28,5 Вт

Требуемая мощность электродвителя

Р_э=Р_пК_дв/,

где -КПД механизма привода (=0,85);

       К_дв-коэффициент запаса мощности электродвигателя для преодоления перегрузок (К_дв=1,4);

       Р- мощность необходимая для привода, Вт.

Р_э= 28,5*1,4/0,85=47,03 Вт

Вращающий момент на валу винта

Т=30*Р_э n,

где - КПД механизма привода;

       n- частота вращения винта, мин^-1.

Т=30*47,03*0,85/3,14*50=7,6Нм

Уточняем производительность винтового конвейера

Q=

где - плотность груза, кг/;

       А-площадь поперечного сечения потока груза, ;

А=К_з/4,

где К_з- коэффициент, учитывающий заполнение межвиткового пространства конвейера.

А=0,4*3,14*0,11²/4= 0,004м²

       v- скорость движения груза, определяемая по выражению:

v=К_vpn/60,

где К_v-коэффициент скорости учитывающий различие действительной и теоретической скоростей движения частиц груза из-за проскальзывания;

       р - шаг винта, м.

v=0,51*0,88*50/60=0,37 м/с

Найдя, все не достающие значения находим производительность винтового конвейра:

Q=900*0,004*0,37=1,33 кг/сек