трутнев. Учебнометодическое пособие для студентов специальности 110305 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции

• Название: Учебнометодическое пособие для студентов специальности 110305 Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции
• Анкор: трутнев
• Дата: 01.05.2022
• Размер: 2.33 Mb.
• Имя файла: n.v._trutnev_kursovoe_i_diplomnoe_proektirovanie_po_tehnologii_i.doc
• Тип: Учебно-методическое пособие; #506771
• страница: 16 из 37

6.7. Оборудование для производства мороженого

Основным оборудованием для производства мороженого являются фризеры и морозильные аппараты. Во фризерах происходит частичное

замораживание воды и насыщение воздухом молочной смеси. Морозильные аппараты служат для дальнейшего вымораживания влаги и придания мороженому необходимой структуры.

Фризеры бывают непрерывного и периодического действия. Они имеют узлы, обеспечивающие взбивание и охлаждение молочной смеси: рабочего цилиндра, систему передач от двигателя к рабочим органам, систему подвода и отвода продукта и воздуха.

Морозильные аппараты в зависимости от вида вырабатываемого мороженого могут быть карусельного типа (эскимогенераторы) или камерного типа (закалочные камеры).

Для приготовления молочной смеси используют технологические емкости, оснащенные перемешивающими устройствами и теплообменными рубашками, а также различного рода теплообменники (трубчатые, пластинчатые, поверхностные).

При подборе и проектировании оборудования для производства мороженого рассчитывают производительность аппаратов расход теплоты и холода, мощность, потребляемую приводами взбивателей, конвейеров, мешалок.

6.7.1. Расчет производительности фризеров и закалочных камер.

Производительность фризера периодического действия (кг/с)

, (6.71)

где V - рабочий объем барабана, м³;

ρ – плотность молочной смеси, кг/м³;

t_Ц – продолжительность цикла обработки, с:

t_Ц=t_Н+t_Ф+t_Р, (6.72)

здесь t_Н – продолжительность наполнения, с (60 с);

t_Ф – продолжительность фризерования, с (273…300 с);

t_Р – продолжительность разгрузки, с (90…120);

Производительность фризера непрерывного действия (кг/с)

, (6.73)

где z – количество ножей;

δ_М – толщина срезаемого слоя, мкм (для малых фризеров 10…12 мкм, для больших 15…25 мкм);

n – частота вращения ножей, с^-1;

S – внутренняя поверхность барабана, м²;

ρ_СМ – плотность смеси мороженого, кг/м³ (1100 кг/м³);

ρ_М – плотность мороженого при выгрузке из фризера, кг/м³

, (6.74)

здесь α – взбитость мороженого, %(50…80%);

К_Н, К_Р – коэффициент неравномерности срезания и размораживания срезанного сдоя (1,3…1,5).

Производительность карусельного эскимогенератора (кг/с)

, (6.75)

где n – частота вращения карусели, с;

z– число форм, заполняемых дозатором одновременно;

m_П– масса порции мороженого, кг.

Производительность закалочной камеры (кг/с), оснащенной конвейером (вертикальным или горизонтальным):

, (6.76)

где в – ширина люльки, м;

L– длина рабочей части конвейера, м (20…25 м);

q_У – удельная нагрузка единицы площади люльки, кг/м²;

l– длина люльки, м;

τ_З – продолжительность закалки, с (1800…2700 с);

λ – расстояние между люльками (шаг), м.

6.7.2. Расчет потребности в холоде фризера и закалочных камер

Расчет включает определение расхода холода для охлаждения смеси мороженого во фризере и рас сода холода для закаливания мороженого.

Расход холода ( Вт) во фризере:

, (6.77)

где с_СМ, с_М– удельная теплоемкость смеси и мороженого, Дж/ (кг∙К);

t_H, t_KР, t_M – температура начальная, криоскопическая смеси и мороженого, °С;

m_C, m_З– массовая доля незамороженной и замороженной воды в смеси, %;

η – КЦД фризера (0,9…0,95).

Расход холода для закаливания мороженого (Вт) определяют по формуле:

, (6.78)

где с_Н, с_К – удельная теплоемкость мороженого до закаливания (0,65…0,76 Дж/(кг∙К)) и после закаливания (0,40…0,50 Дж/(кг∙К));

t_З, t_М – температура мороженого при замерзании и после закаливания, °С;

m_H, m_K – массовая доля воды до закаливания и после закаливания, %.

Мощность двигателя привода фризера непрерывного действия (кВт)

, (6.79)

где N₁ – мощность, затрачиваемая на срезание слоя мороженого, кВт

, (6.80)

здесь δ – толщина _:срезаемого слоя, м;

L – длина ножа, м;

v_СР – скорость срезания слоя, м/с;

z – число ножей;

α – угол установки ножа, град ( 32…38°);

Р - механическое напряжен а при срезании слоя, ( 9,8∙10⁴ Па);

N₂ - мощность, требуемая для вращения взбивающего механизма, кВт;

N₃ - мощность, требуемая для вращения насоса, кВт;

η_А, η – коэффициент запаса мощности и КПД передачи.

Полная мощность, используемая фризером складывается из мощностей двигателей приводов вентиляторов, двигателей конвейера, перемещающего мороженное в зоне закаливания, и двигателя подающего конвейера.