Оборудование для охлаждения.

Цель работы: изучить назначение, устройство, процесс работы и регулировки оборудования для охлаждения жира и меланжа, шквары и субпродуктов птицы.

Охлаждают жидкие продукты (жир после вытопки и очистки, меланж) и мелкокусковые сыпучие (шквара, шеи и субпродукты птицы). Для охлаждения жидких продуктов используют котлы, цилиндровые и пластинчатые аппараты. Мелкокусковые продукты охлаждают в шнековых аппаратах.

Оборудование для охлаждения жира и меланжа.

Жир охлаждают после очистки перед фасованием и упаковыванием для создания необходимой консистенции и сохранения качества. При фасовании в крупную тару (бочки) охлаждают говяжий и бараний жир до 40 °С, свиной и костный — до 35 °С. При упаковывании в мелкую тару массой 250...500 г жир охлаждают до 18....21 °С.

Для охлаждения жира используют периодически действующие аппараты — котлы с охлаждающей рубашкой и мешалкой и непрерывнодей-ствующие — цилиндровые и пластинчатые.

Котлы вместимостью до 1 м³ имеют вертикальную обечайку, снабженную охлаждающей рубашкой и коническим дном. Хладоносителем служит холодная вода. Для интенсификации процесса охлаждения котлы снабжают якорной лопастной или планетарной мешалкой. Охлажденный жир сливают из котла через трубу в центре конического днища. Котлы — малоинтенсивные аппараты, в которых из-за небольшой поверхности теплопередачи охлаждение протекает медленно, а из-за контакта с воздухом жир может окисляться. Такое оборудование не используют в поточных линиях.

В цилиндровых аппаратах непрерывного действия применяют метод тонкослойного охлаждения при противотоке хладоносителя или хладагента и продукта.

Охладитель жира Д5-ФОП(рис.13.1.) цилиндровый. Он имеет два рабочих цилиндра 9, установленные параллельно в горизонтальной плоскости на станине 1.

Цилиндры имеют рубашку, разделенную на спиральные каналы, и теплоизоляцию. Внутри цилиндров вращаются вытеснители с лопастями, поворачивающимися на осях.

Жир по всасывающему патрубку 5 попадает в шестеренный насос 2 и далее по патрубку 16 нагнетается в первый цилиндр, проходит через переходной патрубок 7 во второй цилиндр и далее в трубопровод для розлива 13 через трехходовой пробковый кран 12. Температуру жира на выходе контролируют с помощью датчика 11 и термометра 10.

Охлаждающая вода подается в рубашку противотоком через трубопровод 14 во второй цилиндр и через переходной патрубок 8 в первый.

Насос приводится во вращение от электродвигателя 3 мощностью 3 кВт через клиноременную передачу 4, а вытеснители — от ведомого вала клиноременной передачи через цепные передачи б.

Общая площадь поверхности теплопередачи аппарата 1,96 м², производительность его составляет от 1700 до 2700 кг при изменении температуры хладоносителя (воды или рассола) от 10 до —10 °С. Конечная температура говяжьего жира 40 °С, свиного — 35 °С. Масса аппарата 650 кг.

Рис.13.1. Охладитель жира Д5-ФОП:

1 — станина; 2 — насос; 3 — электродвигатель; 4 — клиноременная передача; 5 — всасывающий патрубок; б — цепные передачи; 7 — переходной патрубок для жира; 8 — переходной патрубок для воды; 9 — рабочие цилиндры; 10, 15 — термометры; 11 — датчик температуры; 12 — трехходовой пробковый кран; 13 — трубопровод для розлива жира; 14 — трубопровод для подачи холодной воды; 16 — нагнетательный патрубо

Охладитель жира «Титан»(рис.13.2) имеет, четыре рабочих, цилиндра 6, соединенных последовательно для прохождения жира. Цилиндры имеют рубашку для хладоносителя (вода и рассол) и теплоизоляцию. Вытеснители 7 снабжены наклонными лопастями, образующими четыре прерывистые спирали. Зазор между цилиндром и барабаном вытеснителя 12,5 мм, между цилиндром и лопастью 0,5 мм. Жир прокачивается через зазоры цилиндров насосом 1 с давлением 0,1 МПа и отводится через патрубок 4. Вытеснители и насос приводятся во вращение от электродвигателя 3 мощностью 1,5 кВт через клиноременную передачу и раздаточную коробку 2 из цилиндрических зубчатых колес. Диаметр цилиндра 0,15 м, длина 1,5 м, площадь поверхности теплопередачи 0,7 м². Частота вращения вытеснителей 2,7 с^-1.

При охлаждении жира с 75 до 38 °С вода нагревается от 10 до 22 ^оС. Производительность аппарата при охлаждении водой до 750 кг/ч, рассолом до 1250 кг/ч.

Рис.13.2. Охладитель жира «Титан»:

1 — насос для жира; 2 — раздаточная коробка; 3 — электродвигатель; 4, 5 — патрубки для отвода и подачи жира; 6 — рабочий цилиндр; 7 — вытеснитель; 8 — термометр; 9 — патрубок для слива жира

Пластинчатые теплообменники(рис.13.3) применяют для терловой обработки (нагрев, охлаждение, пастеризация) жидких продуктов (жир, яичная масса и др.). В пластинчатых теплообменниках теплопередающая поверхность образована плоскими стальными пластинами, на поверхности которых выштампованы гофры. Существует большое количество схем гофрирования, но перспективными считают пластины ленточно-поточного и сетчато-поточного типов.

Ленточно-поточные пластины 1 (рис.13.3, б) имеют горизонтальные треугольные гофры 2, которые при сжатии пластин в пакет образуют щелевые каналы переменного сечения в виде зигзагообразной ленты. Гофры соседних пластин не пересекаются, и поэтому минимальные расстояния между пластинами обеспечиваются штампованными выступами и толщиной прокладок 3 и 4. Поток в гофрированном канале завихряется и переходит в режим турбулентного течения при числах Рейнольдса Re, в несколько раз меньших, чем в прямолинейных каналах.

Ленточно-поточные пластины изготовляют с поверхностью теплопередачи площадью 0,15; 0,21; 0,42 и 0,5 м² и индексируют соответственно как П-1, П-2, П-3, П-4.

Сетчато-поточные пластины (рис.13.3, в) имеют треугольные (в сечении) гофры 2, расположенные под углом 60 к вертикальной оси пластины. В пакете гофры соседних пластин направлены в противоположные сто роны, и поэтому при сжатии они образуют сетку с многочисленными точками контактов, что обеспечивает жесткость пакета. При движении жидкости через эти сетчатые каналы создается высокая степень турбулизации потока и увеличивается коэффициент теплоотдачи. Критическое число Рейнольдса составляет для ленточно-поточных каналов от 200 до 400, а для сетчато-поточных — от 15 до 200. Площадь поверхности теплопередачи сетчато-поточных пластин ПР-05Е и ПР-05М равна 0,5 м².

В пластинах 1 обоих типов выполняют отверстия 5 для их крепления. Подача и отвод обрабатываемой жидкости и хладотеплоносителя происходят через угловые отверстия, которые герметизируют резиновыми прокладками 3 и 4.

Отдельные пластины собирают в пакеты, а пакеты — в секции. Между двумя соседними пластинами образуется канал для жидкости, а число пластин в пакете на одну больше, чем число каналов. В пакете обрабатываемая жидкость движется в одном направлении, при этом обрабатываемая жидкость и теплоноситель могут двигаться параллельным током или противотоком.

Принципиальная схема пластинчатого охладителя для жира показана на рис.13.3, а. Пластины 15 устанавливают на верхней 7 и нижней 16 штангах, которые крепят в передней 3 и задней 9 массивных стойках. Пластины уплотняют резиновыми прокладками 5, 13 и сжимают в рабочем положении подвижной плитой 8 и винтом 10. При этом образуются две системы герметичных каналов, каждая со своим коллектором. Нагретый жир поступает в аппарат через штуцер 1 и через отверстие 4 в верхней части первой пластины попадает в коллектор, по которому доходит до граничной пластины 6, выполненной без отверстия. На пластине 6 коллектор заканчивается. Из коллектора жир растекается по каналам. Противотоком жиру движется хладоноситель, который подается через штуцер 12 и через коллектор, образованный отверстиями в нижней части пластин. Жир выводится из аппарата через штуцер 11, а теплоноситель через штуцер 2. Производительность аппарата зависит от размера пластин (площади их поверхности), их количества и скорости взаимного движения жидкостей. При большом количестве пластин их собирают в секции.

Рис.13.3. Пластинчатый теплообменник:

а — схема: 1, 11 — штуцера для подачи и отвода продукта; 2, 12 — штуцера для отвода и подачи хладоносителя; 3, 9 — передняя и задняя стойки; 4, 14 — отверстия в пластине для подачи и отвода продукта; 5, 13 — уплотнительные прокладки; 6 — граничная пластина; 7, 16 — верхняя и нижняя штанги; 8 — подвижная плита; 10 — винт; 15 — пластина; б, в— соответственно ленточно-поточная и сетчато-поточная пластины: 1 — пластина; 2 — гофры; 3, 4 — большая и малая прокладки; 5 — отверстия для крепления пластины

Оборудование для охлаждения шквары и субпродуктов птицы.

Обезжиренную и высушенную шквару охлаждают от начальной температуры около 100 °С до конечной 30...40 °С в шнековом охладителе (рис. 1, а), состоящим из U-образного корпуса 3, снабженного рубашкой, в

Рис.13.4. Шнековые охладители:

а — для шквары: 1, 8 — горловины загрузки и выгрузки; 2 — шнек; 3 — корпус; 4 — муфта; 5 — червячный редуктор; 6 — электродвигатель; 7 — клиноременная передача; 9 — патрубки для подачи холодной воды; 10 — патрубок для отвода соковых паров; 11 — узел для подачи воды в шнек; б — для потрохов птицы: 1, 6 — горловины загрузки и выгрузки; 2 — корпус; 3 — шнек; 4 — вентиль; 5 — привод шнека; 7,8 — опоры; 9 — пробка

которую через патрубки 9 подают холодную воду. Сверху корпус закрыт крышкой с патрубком 10, через который отводятся соковые пары.

Внутри корпуса вращается шнек 2, витки которого приварены к трубе. Внутрь трубы через узел 11 подают и отводят охлаждающую воду. Шнек приводится во вращение от электродвигателя 6 мощностью 1,7 кВт через клиноременную передачу 7 и червячный редуктор 5. Внешний диаметр шнека 352 мм при высоте витка 26,5 мм.

Шквару загружают через горловину 1, и она транспортируется шнеком навстречу движению холодной воды. Производительность охладителя до 500 кг/ч при частоте вращения шнека 0,05 с^-1.

Шнековый охладитель для потрохов птицы показан на рис.13.4, б. Охлаждение в нем происходит при прямом контакте продукта и холод ной воды. Это допустимо при охлаждении таких продуктов, как печень, сердце, желудок и шеи птицы, качество которых не ухудшается при контакте с водой. Продукт загружают в горловину загрузки 1, и он шнеком 3 транспортируется вдоль наклонно установленного корпуса 2. Навстречу продукту движутся вода температурой 1 °С, которая подается через вентиль 4, и ороситель, находящийся в корпусе. Время охлаждения продукта до 4 °С составляет 15 мин. Уровень воды в аппарате устанавливается переливным отверстием, а полный слив осуществляют при отвинчивании пробки 9.

Производительность охладителя до 250 кг/ч, мощность привода шнека 0,25 кВт, объемный расход холодной воды 0,9 м³/ч.

Работа №14.