Оборудование для пастеризации и стерилизации

 

Рисунок 14 - Фризер периодического действия с аммиачным охлаждением

 

Фризер непрерывного действия с  нижним расположением системы охлаждения показан на рисунок 15, а. Станина фризера чугунная. Задняя часть имеет картер, в котором помещена цепная передача.

 

 

а — устройство: 1— станина; 2 — поплавковый регулирующий нентнлъ; 3 — аккумулятор; 4 — редукционныйый вентиль; 5 — регулятор вариатора; 6 -подающая труба; 7, 10 — трехходовые краны; 8 —сливная труба; 9— клапан противодавления; 11 — выходной патрубок; 12 — цилиндр; 13 — внутреняя полость рубашки; 14 — мешалка; 15 - внешняя полость рубашки; 16, 21 — манометры; 17 —предохранительная шпилька; 18— поплавковый клапан; 19 — приемный бачок; 20 — вариатор; 22 - насос второй ступени; 33 — вакуумметр; 24 — насос первой ступени; 25 – пусковой щиток; б — технологическая схема фризера; 1 — приемный бачок для смеси; 2 — воздушный клапан; 3 — вакуумметр; 4 — нacoc первой ступени; 5 — насос второй ступени; 6 — манометр; 7 -мешалка: 8 — нож; 9 — цилиндр; 10—выпускной патрубок; 11—клапан противодавления

 

Рисунок 15 - Фризер непрерывного действия с нижним расположением системы охлаждения

Картер закрыт крышкой, на которой  крепится приемный бачок 19 для смеси, В станине кроме приводного механизма находятся вариатор скоростей 20 и аммиачная система охлаждения 3. Станина закрывается дверцами. Цилиндр 12— рабочая часть фризера. В нем происходят замораживание и взбивание смеси мороженого. Расположен цилиндр горизонтально. Внутри цилиндра имеется мешалка 14, которая состоит из ножей и взбивающего устройства. Мешалка соединяется с приводом с помощью латунной шпильки 17, При перемораживании смеси шпилька срезается, предохраняя этим фризер от поломки. В состав фризера входят два шестеренчатых насоса, Из приемного бачка смесь засасывается насосом 25 и подается в насос 22. Частота вращения шестерен насоса 25 более чем в 3 раза превышает скорость вращения шестерен насоса 25. В результате этого на линии между насосами образуется вакуум,

 Технологическая схема фризера показана на рисунке 15, б. При создании вакуума на соединительной трубке двух насосов 5 и 4 через воздушный клапан 2 засасывается воздух, и смесь вместе с воздухом поступает в цилиндр 9, Под давлением, которое создается насосом 5, смесь проходит вдоль цилиндра, охлаждаемого вследствие испарения аммиака. Через патрубок 10 выходит мороженое, температура которого около —5 °С.

Система охлаждения такая же, как  и у фризера периодического действия с аммиачным охлаждением [3].

 

3.2 Оборудование для закаливания мороженного

 

Для закаливания мороженого применяют  морозильные аппараты и эскимогенераторы. Морозильные аппараты, в свою очередь, делят на рассольные и скороморозильные.

Рассольный аппарат сундучного типа представляет собой теплоизолированный прямоугольный стальной бак с деревянной изолированной крышкой. Внутри бака расположен испаритель, выполненный в виде металлических труб, в которых кипит аммиак. Испаритель омывается рассолом (раствор хлорида кальция), который перемешивается мешалкой и циркулирует в баке в определенном направлении под действием перегородки. В отдельном отсеке бака имеется ванна с теплым (40...45 °С) рассолом.

Из фризера мороженое заливают в закалочные формы с отдельными ячейками и перемещают в аппарате по его длине от площадки заливки к площадке выгрузки. Формы перемещаются в направляющих, выполненных из металлических уголков. При этом ячейки форм погружаются в рассол температурой —20...-25 "С. Длительность закаливания 20...25 мин. В процессе продвижения форм в частично закаленное мороженое вручную вставляют палочки. На противоположном от места заливки конце аппарата формы вынимают и погружают в ванну с теплым раствором для оттаивания поверхностного слоя мороженого в ячейках. Из формы одновременно извлекают все порции мороженого. Вставив рамку в станок (съемник порций), с наколок снимают порции мороженого. Температура готового мороженого не выше — 12°С. Если мороженое необходимо покрыть глазурью, то его опускают в нее на наколках, держа за рамку.

В настоящее время рассольные аппараты применяют редко, наибольшее распространение  получили скороморозильные аппараты, в которых в качестве теплоносителя используют воздух. Скороморозильные аппараты могут быть с аммиачным или фреоновым охладителем. Транспортирующие устройства в них выполнены в виде горизонтальных или вертикальных конвейеров. Большинство скороморозильных аппаратов выпускают в составе поточных технологических линий, однако их можно применять и отдельно.

Скороморозильный аппарат (рисунок 16) выполнен в виде камеры, разделенной на две части и собранной из щитов, покрытых изоляцией. В первой части камеры в вертикальной плоскости расположен цепной конвейер. Во второй находятся батарея из оребренных труб и два вентилятора, которые перемещают воздух в горизонтальном направлении.

Брикеты мороженого укладывают на площадки люлек, прикрепленных к цепному конвейеру. Для лучшего омывания охлажденным воздухом брикетов в площадках люлек сделаны отверстия. Чтобы исключить примерзание брикетов к площадкам, к поверхности последних приварены проволочки. Продолжительность нахождения мороженого в закалочном аппарате 40...45 мин. Число люлек на конвейере у скороморозильных аппаратов различных марок колеблется от 202 до 300.

 

1 — задняя дверь; 2—  вентилятор; 3— конвейер; 4— аммиачная  батарея

 

Рисунок 16 - Скороморозильный аппарат

 

 

Большинство скороморозильных аппаратов  имеет испаритель с теплопередающей  поверхностью 260 или 310 м². Температура охлаждающего воздуха —25...—35 °С, в зависимости от этого продолжительность нахождения мороженого в закалочной камере может сокращаться до 20...25 мин. Скорость перемещения конвейера в большинстве скороморозильных аппаратов регулируется с помощью вариатора, имеющегося в приводе. От брикетов закаленного мороженого люльки разгружают механическим способом путем их переворачивания или снятия брикетов с помощью разгрузочного устройства на выходе продукции из аппарата. В отдельных аппаратах конвейер обеспечивает движение люлек на разных участках в горизонтальном и вертикальном направлениях.

На предприятиях с небольшим  объемом производства мороженого его можно закаливать в морозильных камерах, укладывая брикеты или стаканчики с продуктом в контейнеры или кассеты. Температура в таких камерах поддерживается автоматически с помощью терморегуляторов и составляет —20...—25 "С. Морозильные камеры обычно работают на хладагентах R-12 или R-22. В последнее время выпускают морозильные камеры с озонобезопасными хладагентами [4].

Эскимогенератор карусельного типа. Эскимогенератор (рисунок 17) предназначен для изготовления эскимо прямоугольной формы.

Карусель—это сварной корпус кольцеобразной формы. Карусель состоит из 640 ячеек прямоугольного сечения, которые расположены в четыре концентрических ряда. Карусель вставляется в рассольную закалочную ванну и в ней совершает вращательное движение. Рассольная ванна разделена на 160 секций.

В состав дозатора 5 входят корпус, дозирующий механизм с толкателем и бункер с мешалкой. Четыре плунжера дозирующего механизма движутся по каналам ротора. При повороте ротора на 180° толкатели нажимают на плунжеры, вытесняя мороженое через насадки в ячейки. Палочкозабиватель 7 вставляет палочки одновременно во все четыре ячейки радиального ряда. Глазировочная головка имеет 16 рычагов с четырьмя щипцами на каждом. На колонне глазировочной головки укреплены глазировочная ванна и подъемный ковш.

Ванна имеет водяную рубашку  с электроподогревом. Эскимо, зажатое в щипцах, опускается в ванну, из которой навстречу эскимо поднимается ковш с глазурью, куда оно и погружается. Холодный рассол подается насосом в закалочную ванну 10 через стояк 11, коллектор и патрубки.

Ванна разделена на отсеки 12 соответственно радиальным рядам ячеек. В каждом- отсеке имеются отверстие и сливной патрубок для слива рассола в поддон, а оттуда — в испаритель.

Во время вращательного движения карусели каждые четыре раднально расположенные  формочки поступают под дозатор  и в момент остановки наполняются  порцией мороженого. Затем при вращении карусели они проходят закалочную часть, где вначале после частичного замораживания вставляются палочки. Далее происходят полная закалка в рассольной секции и поступление мороженого в зону с теплым рассолом, где мороженое оттаивается с наружной поверхности, что позволяет его легко извлечь из формочек за палочки. Затем все четыре порции мороженого эскимо глазируются, обсыхают и подаются на винтовой желоб, который направляет их к автомату для завертки в фольгу. Освобожденные формочки поступают под дозатор, и начинается новый цикл производства эскимо [3].

 

1-привод насоса; 2 – маслопровод; 3 – станина; 4 – глазировочная  головка; 5 – дозатор; 6 – карусель; 7 – палочкозабиватель; 8 – пульт  управления; 9 – бойлер; 10 – закалочная  ванна; 11 – стояк для подачи  рассола; 12 – отсеки в закалочной  ванне

 

Рисунок 17 – Экскимогенератор

 

 

 

 

 

 

 

4 Технологический  расчет оборудований

 

4.1 Технологический  расчет оборудований для тепловой  обработки молока

 

Оборудование этой группы подбирают по часовой производительности с учетом особенностей выполняемого технологического процесса. В связи с тем что из технической характеристики теплообменных аппаратов обычно известны количество, тип и размеры пластин, а также температурный режим их работы, задачей технологического расчета является адаптация выбранного оборудования к условиям конкретного производственного процесса. С этой целью определяют расход количества теплоты и холода для обработки молока при принятых значениях температуры продукта, горячей и холодной воды, а также рассола.

В некоторых случаях, когда изменение  теплового режима работы и производительности пластинчатого аппарата достигается за счет его перекомпоновки, следует провести проверочный расчет оборудования. Он позволяет определить площадь поверхности теплообмена и количество пластин каждой секции, а также получить расчетные данные для построения температурного графика пластинчатого аппарата.

Расход количества теплоты Q_T (Дж/с) при нагревании продукта рассчитывают по формуле[4]:

                                                  (1)

      где G_п — массовый расход продукта, кг/с;

           с_п — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг • °С);

            t_н и t_к — соответственно начальная и конечная температура продукта,

                             ⁰С.

Если пластинчатый аппарат имеет  регенератор, то расчет расхода количества теплоты проводят с учетом коэффициента регенерации (E):

                                                   (2)

Расход пара Р (кг/ч), необходимого для получения горячей воды, определяют по формуле[4]:

                                                                                                          (3)

      где i" и i` — энтальпия соответственно греющего пара и конденсата, Дж/кг;

           η_T — тепловой КПД аппарата (η_T = 0,75...0,85).

Расход холода Q_x (Дж/ч), необходимого для охлаждения продукта в рассольной секции пластинчатого аппарата, определяют по формуле[4]:

                                                 (4)

      где t`р и t``р — температура продукта соответственно на входе и выходе

                            рассольной секции, °С.

Полученный расход количества холода является основанием для выбора марки  и количества холодильных машин (п_х)[4]:

                                                                                                      (5)

      где к_х — коэффициент, учитывающий потери холода в окружающую среду

                    (к_х = 1,05...1,1);

            W_x — производительность холодильной машины, кВт.

Площадь поверхности теплопередачи  F(м²) многосекционного аппарата определяют для каждой секции в отдельности[1]:

                                                                                                  (6)

      где G_п —массовый расход продукта, кг/с;

            к— коэффициент теплопередачи, Вт/(м² • °С);

            Δt_ср — средний температурный напор, °С.

Число пластин в секциях рассчитывают по формуле [4]:

                                                                                                                         (7)

      где f - площадь поверхности теплообмена одной пластины, м² (принимают,

        исходя из паспортных данных оборудования).

 

4.2 Технологический  расчет оборудования для производства  сливочного масла

 

Технологический расчет данной группы оборудования зависит от метода получения  сливочного масла. При выработке  кисло- сливочного масла методом  сбивания сливок в маслоизготовителях периодического действия их производительность (кг/ч) определяют по формуле[4]: