МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ ШАКАРИМА города Семей
Документ СМК 3 уровня
УМК
УМК 042-14-1-01.1.20.54/03
-2015
УМКД
Редакция №___
«Технологическое оборудование
для тепловой и холодильной
обработки пищевых продуктов»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ И
ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ»
для специальности 5В072400 –
«Технологические машины и оборудование»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей
2015
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
Содержание
1
2
3
Лекции
Лабораторные занятия
Самостоятельная работа обучающихся
страница 2 из 146
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 3 из 146
Лекция 1. ОТХО. Оборудование для тепловой и холодильной обработки
Роль теплообмена и массообмена в техпроцессах
При обработке пищевых продуктов значительную роль играют процессы теплои массообмена. Их можно классифицировать так:
1. Чистый теплообмен, при котором массообмен играет подчиненную роль.
(Например, нагревание, охлаждение, замораживание, конденсация, выпаривание)
2. Совмещенный тепло- и массообмен (сушка, дистилляция, ректификация,
выпечка, обжарка, абсорбция и адсорбция)
3. Чистый массообмен, при котором теплообмен играет подчиненную,
вспомогательную роль (экстракция, мембранные процессы, кристаллизация)
К оборудованию для осуществления чистого теплообмена относят
1. Теплообменники – подогреватели, охладители, выпарные установки, конденсаторы, электронагреватели в поле токов промышленной и высокой
частоты и др.
В общем и целом в понятие пищевой промышленности входят:
 зерновая (элеваторная); мукомольная; крупяная; хлебопекарная; макаронная (отрасль);
 консервная (плодоовощная); пищеконцентратная;
 пивоваренная; винодельческая; спиртово-водочная; промышленность безалкогольных напитков;
 комбикормовая;
 масложировая;
 сахарная;
 дрожжевая; (микробилогическая);
 крахмалопаточная;
 рыбоперерабатывающая промышленность;
 промышленность общественного питания;
- и, наконец, мясная – одна из самых емких промышленностей;
- и молочная (она в свою очередь состоит из отраслей – маслоделие, сыроделие, молочно-консервная и цельномолочная).
Во всех этих отраслях используется тепловое оборудование
Факторы, влияющие на интенсивность и эффективность теплообмена
Интенсивность теплообмена характеризуется коэффициентом теплопередачи.
Чем выше значение коэффициента, тем интенсивнее и эффективнее осуществ-
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 4 из 146
ляется тепловой процесс. На интенсивность и эффективность влияют конструктивные параметры:
 форма поверхности теплообмена, эквивалентный диаметр, и компоновка каналов обеспечивающих оптимальные скорости движения сред;
 средний температурный напор;
 наличие турбулизирующих элементов в каналах, оребрение труб и т.д.
Кроме конструктивных параметров на интенсивность влияют также гидродинамические и режимные параметры:
 подвод колебаний к поверхности теплообмена и создание пульсаций потоков;
 вдувание газа (воздуха) в поток, либо отсос среды через пористую стенку;
 наложение электрических и магнитных полей и др.
Классификация способов теплообмена. Общая характеристика теплообменников пищевой промышленности
В зависимости от способов передачи тепла теплообменники можно разделить на две основные группы:
1. Поверхностные (рекуперативные) теплообменники
2. Теплообменник смешения (контактные) теплообменники
Наиболее широко применяются в промышленности поверхностные теплообменники.
По конфигурации поверхности теплообмена теплообменники бывают:
 кожухотрубные, спиральные, ребристые, пластинчатые, змеевиковые,
комбинированные.
По характеру рабочих сред:
 парожидкостные, жидкостно-жидкостные, газожидкостные, газогазовые и парогазовые.
По компоновке:
 однокорпусные, многокорпусные, рубашечные, оросительные погружные.
По направлению потока рабочих сред:
 прямого тока, противотока, перекрестного тока, смешанного тока.
По назначению:
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 5 из 146
 нагреватели, охладители, пастеризаторы, стерилизаторы, сушилки,
выпарные аппараты, котлы и пр.
По числу ходов:
 одноходовые, многоходовые.
Кожухотрубный одноходовой теплообменник. Такие теплообменники
являются наиболее распространенными и используются во многих отраслях
пищевой промышленности.
Для данного типа теплообменников характерны следующие свойства:
 Теплообменник имеет большую поверхность нагрева и большое поперечное
сечение всех трубок.
 В связи с этим скорость движения подогреваемой жидкости в трубках мала,
что снижает коэффициент теплопередачи.
 Малая скорость движения жидкости в одноходовых теплообменниках приводит к снижению расхода энергии, однако габаритные размеры аппарата
велики.
Для увеличения скорости движения жидкости были разработаны многоходовые теплообменники.
В этих теплообменниках в распределительных камерах или крышках т. е.
вверху и внизу, либо с боков установлены перегородки.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 6 из 146
Поэтому жидкость направляется в часть трубок, а затем возвращается,
проходя через теплообменник несколько раз.
В результате в этих теплообменниках скорость жидкости гораздо больше,
чем в одноходовых аппаратах.
Это позволяет уменьшить их габаритные размеры. Однако расход энергии достаточно велик.
Кожухотрубные теплообменники могут располагаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости.
Теплообменники типа «труба в трубе» получили также широкое применение в пищевой промышленности В них достигаются высокие скорости
движения жидкости (1…1,5 м/с).
Пластинчатые теплообменники, преимущественно применяются в молочной промышленности. В них пластины обеспечивают высокий коэффициент
теплопередачи и компактную поверхность нагрева, а также небольшие габариты.
Теплообменники смешения отличаются наибольшей интенсивностью
теплообмена. В них непосредственно происходит смешивание теплоносителя с
нагреваемой средой. Они все большее распространение получают в промышленности.
Примером таких теплообменников служат конденсаторы смешения, в которых вторичный пар, поступивший из вакуум-выпарных аппаратов, смешивается с водой
В молочной промышленности используются пароконтактные стерилизаторы инжекционные и инфузионные. В этих аппаратах пар смешивается с
молоком, либо молоко распыляется в среде пара. В результате молоко мгновенно нагревается до высокой температуры.
Относительным недостатком этих аппаратов является то, что молоко затем необходимо подвергнуть выпарке в среде вакуума.
Это позволяет удалить ту воду, что попадает в молоко при конденсации
пара. Кроме того высокие требования предъявляются к чистоте пара, который
необходимо фильтровать перед подачей в молоко.
Выпарные аппараты. Их характеристики и классификация
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 7 из 146
Основное назначение выпарных аппаратов – концентрирование (или сгущение) растворов. На пищевых предприятиях выпаривают обычно водные растворы:
 молоко, свекловичные соки и сиропы, барду, пектиновый клей и пр.
Наряду с этим выпарные аппараты снабжают заводы греющим паром, за
счет отбираемых вторичных паров. Кроме того они могут обеспечивать котельные установки и другие технологические производства горячими водами за
счет конденсации вторичного пара.
Существуют выпарные аппараты периодического и непрерывного действия. Их классифицируют по следующим признакам.
По расположению поверхности нагрева
 вертикальные, горизонтальные и наклонные
По конфигурации поверхности нагрева:
 трубчатые, пластинчатые, рубашечные, змеевиковые, ребристые.
По режиму и кратности циркуляции
 с однократной циркуляцией и многократной циркуляцией
По роду обогрева или роду переносчика тепла:
 обогреваемые водяным паром, обогреваемые другими источниками тепла
(фреон, аммиак, электроподогрев).
Паровые трубчатые вертикальные выпарные аппараты с внутренней
паровой камерой и многократной циркуляцией жидкости получили широкое
распространение в различных отраслях пищевой промышленности
На рис. показан аппарат ВА-ЦИНС с многократной естественной циркуляцией. Такой аппарат используется в сахарной промышленности.
Этот аппарат состоит из греющей камеры 1 (корпуса - калоризатора),
надсокового пространства 4, сепарирующего устройства 5 (пароотделителя)
трубных решеток 7 и 10.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 8 из 146
Длина кипятильных трубок в зависимости от производительности аппарата составляет 3...6 м.
Греющий пар подводится через штуцер 9 и проходит между кипятильными трубами. Конденсат этого пара отводится через штуцер 13.
Первичный раствор (молоко, сироп и пр.) подводится через штуцер 12.
Раствор находящийся внутри труб кипит. В результате образуется парожидкостная смесь. Плотность этой смеси ниже плотности самого раствора.
Вес столба жидкости в циркуляционной трубе 8 больше, чем вес жидкости в кипятильных трубах.
Это связано с тем, что циркуляционная труба 8 имеет гораздо больший
диаметр, чем диаметр кипятильных трубок.
В результате этого происходит упорядоченное движение кипящей жидкости – естественная циркуляция.
Для естественной циркуляции требуется достаточная высота уровня жидкости в циркуляционной трубе.
Это необходимо чтобы уравновесить столб парожидкостной смеси в кипятильных трубах и сообщить ей необходимую скорость.
Кроме того, для естественной циркуляции необходима достаточная интенсивность парообразования в кипятильных трубках.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 9 из 146
Оптимальный уровень раствора в трубках находится в пределах 30...70 %
в зависимости от плотности, концентрации раствора и напряжения поверхности
нагрева.
Чрезмерное понижение или повышение уровня жидкости снижает коэффициент теплопередачи и интенсивность работы аппарата
Сепаратор вторичного пара состоит из двух цилиндрических сит разного
диаметра.
Кольцевое пространство между ситами заполнено кольцами Рашига.
Вторичный пар удаляется через штуцер 6.
Растворенные в жидкости газы удаляются из паровой камеры по системе
3 отводящих труб.
Сгущенный раствор удаляется через штуцер 11.
Помимо данного аппарата применяются также и вертикальные аппараты с выносной циркуляционной трубой.
Скорость естественной циркуляции в рассмотренных аппаратах не превышает 1,0 м/с.
В аппаратах с принудительной циркуляцией (для этой цели устанавливается центробежный насос) скорость циркуляции в кипятильных трубках
1,5…4,0 м/с.
Такие аппараты применяют для вязких растворов, особенно, когда разность температур греющего пара и кипящего раствора невелика (3…4 0С).
Эти аппараты используют в сахарной промышленности. В результате
увеличения скорости принудительной циркуляции:
 повышается коэффициент теплоотдачи от стенки к кипящему раствору,
 уменьшается отложение накипи,
 уменьшается длительность пребывания соков при высокой температуре .
Применение скоростей более 4,0 м/с неэкономично, поскольку это ведет к
увеличению расхода электроэнергии на привод насосов.
Основной недостаток аппаратов с принудительной циркуляцией – дополнительные затраты электроэнергии на перекачивание жидкости.
Однако часто увеличение затрат для многоступенчатой выпарной установки компенсируется экономией топлива и сокращением сухих веществ в
процессе выпаривания.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 10 из 146
Пленочные выпарные аппараты используют для выпаривания не кристаллизирующихся растворов и растворов, чувствительных к высоким температурам (молоко, культуральные жидкости в биотехнологии).
На рис. представлен один из них. Для пленочных аппаратов характерны
следующие свойства.
Как правило, эти аппараты имеют довольно длинные трубки 4, В частности аппарат, представленный на рис. имеет трубки длиной до 7,2 м.
Рис. Пленочный выпарной аппарат
В верхней части аппарата имеется сепаратор 6 и отражательный зонт 5.
Исходный раствор подводится в аппарат через патрубок 2, сгущенный
раствор удаляется через штуцер 1.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 11 из 146
На уровне 20….25 % высоты труб, наступает интенсивное кипение.
Пузырьки вторичного пара сливаются, и пар, быстро поднимаясь по трубам, увлекает за собой раствор.
При этом жидкость перемещается в виде пленки по стенкам труб. Эта
пленка как бы «вползает» по внутренней поверхности труб в верхнюю часть
аппарата.
Преимущества этих пленочных аппаратов:
 более высокий коэффициент теплопередачи;
 меньшая длительность пребывания раствора в аппарате по сравнению с
циркуляционными аппаратами;
 и предотвращение гидростатической температурной депрессии
К недостаткам пленочных аппаратов можно отнести:
 трудоемкость очистки от накипи из-за большой длины труб;
 трудность поддержания оптимальных условий выпаривания из-за высокой скорости процесса;
 весьма чувствительны такие аппараты к неравномерной подаче раствора
Пленочные аппараты широко используются для выпаривания молока,
плодовых соков желатина, глюкозы, культуральных жидкостей в биотехнологии и т.д.
Поверхностные способы приготовления пищи
Поверхностные способы приготовления пищевой продукции по технологическому назначению классифицируются на варочные, жарочные, жарочнопекарные, водогрейные и вспомогательные.
Варочное оборудование включает в себя:
1) пищеварочные котлы, технологической средой которых является вода
или бульон при температуре 100°С;
2) автоклавы, в которых тепловая обработка осуществляется паром при
температуре 135 ... 140°С;
3) пароварочные аппараты, в которых технологический процесс приготовления пищи осуществляют паром при температуре 105 ... 107 °С;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 12 из 146
4) вакуум-аппараты, рабочей средой которых является греющий пар при
температуре 140 ... 150°С.
В группу жарочного оборудования входят:
1) сковороды, на которых операцию жарки осуществляют в небольшом количестве жира при температуре 180 ... 190°С;
2) фритюрницы, процесс жарки в которых происходит в жире при температуре 160 ... 190°С;
3) жарочные шкафы (грили, шашлычные печи), осуществляющие процесс
приготовления продуктов в горячем воздухе при температуре 150 ...
300°С.
К жарочно-пекарному оборудованию относят:
1) печи, жарочные и пекарные шкафы, в которых технологической средой
является горячий воздух при температуре 150 ... 300°С;
2) паро-жарочные аппараты, рабочей средой которых является смесь горячего воздуха и перегретого пара при температуре 150 ... 300°С.
Водогрейное оборудование
1) кипятильники
2) водонагреватели.
Вспомогательное оборудование включает в себя мармиты, тепловые
шкафы и стойки, термостаты, оборудование для транспортировки пищи.
Оборудование, использующее тепловое воздействие токов промышленной
частоты
Научно-технический прогресс современного производства пищевой промышленности внес большие изменения в способы тепловой обработки пищевой
промышленности и особенно кулинарной продукции предприятий общественного питания.
Наряду с традиционными поверхностными (кондуктивными) способами
приготовления пищи широко используют объемные способы тепловой обработки продуктов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 13 из 146
Объемные способы нагрева основываются на взаимодействии продукта с
электромагнитным полем. Электромагнитная энергия от генератора излучения,
проникает в массу продукта на значительную глубину.
В продукте электромагнитная энергия превращается в тепловую. В результате за очень короткий период времени обеспечивается прогрев продукта
до готового состояния.




Объемные способы тепловой обработки продуктов осуществляют:
в СВЧ-шкафах периодического и непрерывного действия; сверхвысокочастотный способ обеспечивает большую скорость нагрева продукции;
ИК-аппаратах; инфракрасный нагрев основан на интенсивном поглощении
ИК-излучений свободной водой, находящейся в продуктах;
аппаратах ЭК-нагрева; электроконтактный нагрев основан на тепловой
энергии, выделяемой током в течение определенного времени при прохождении его через продукт, обладающий определенным активным (омическим)
электросопротивлением;
установках индукционного нагрева; индукционный нагрев пищевых продуктов, особенно с повышенной влажностью, возникает при помещении их во
внешнее переменное магнитное поле, в котором по закону электромагнитной
индукции возникают вихревые токи (токи Фуко). Линии вихревых токов замыкаются в толще продукта, электромагнитная энергия рассеивается в его
объеме, вызывая нагрев.
Основным преимуществом СВЧ-нагрева является быстрота нагрева пищевой продукции.
Однако этому способу нагрева присущи и недостатки –
 отсутствие корочки на поверхности продукта и, как правило, естественный цвет сырья.
Положительными показателями ИК-нагрева являются равномерный цвет
и толщина поджаривания.
Вместе с тем этому способу присущи недостатки:
 не все продукты можно подвергать ИК-нагреву;
 при высокой плотности потока ИК-излучения возможен «ожог»
продукта.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 14 из 146
ЭК-нагрев применяется и как самостоятельный вид обработки, так и в
комбинации с другими способами. В частности, он успешно используется в
хлебопекарном производстве
 для прогрева тестовой массы при выпечке хлеба,
 в производстве сосисок,
 при бланшировании мясопродуктов.
Индукционный способ нагрева пока еще не получил широкого распространения на предприятиях общественного питания.
Однако он обладает значительными экономическими возможностями для
успешного применения в будущем.
Учитывая то, что поверхностные и объемные способы тепловой обработки пищевой продукции наряду с достоинствами обладают и недостатками, целесообразно использовать их в производстве общественного питания в комбинации.
Литература
1. Азаров Б.М, Аурих Х., Дичев С. и др. Технологическое оборудование пищевых производств –М.: Агропромиздат, 1988. – 463 с.
2. Дикис М.Я. Мальский А.Н. Технологическое оборудование консервных заводов – М.: Изд.: «Пищевая промышленность», 1969. – 780 с.
3. Федоренко Б.Н. Пивоваренная инженерия – Санкт-Петербург, Изд.: «Профессия», 2009. – 989 с.
4. Бредихин С.А. Технологическое оборудование рыбоперерабатывающих производств. – М.: КолосС, 2005. – 464 с.:илю
5. Калинина В.М. Техническое оснащение и охрагна труда в общественном питании – М. – Изд. «Академия», 2004. 432 с.
6. Источник: http://www.znaytovar.ru/s/Klassifikaciya-teplovogo-oborud.html
Лекция 2. Тепловое оборудование в общественном питании.
Классификация способов тепловой обработки в ОП
Способы:
 тепловой обработки
 и соответствующее тепловое оборудование в общественном питании
классифицируются на три группы.
1. Основные традиционные поверхностные способы
2. Вспомогательные традиционные поверхностные способы
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 15 из 146
3. Объемные способы тепловой обработки
I. Характеристики основных традиционных поверхностных способов.
А) Варка в жидкости (воде) в котлах и в плиточных кастрюлях.
Для этого способа характерно следующее распределение температур:
- поверхности аппарата –
102 – 103 0С;
- рабочего объема аппарата –
100 0С;
- продукта в конце варки – (95 0С – на поверхности; 70 - 80 0С – в центре
куска продукта).
Б) Варка в жидкости (воде) в автоклавах.
Распределение температур в автоклаве следующее:
- поверхности аппарата –
140 – 150 0С;
- рабочего объема аппарата –
135 - 137 0С;
- продукта в конце варки – (120 0С – на поверхности; 100 0С – в центре
куска продукта).
В) Варка на пару в пароварочных аппаратах.
Происходит при температурах:
- поверхности аппарата –
110 – 115 0С;
- рабочего объема аппарата –
105 - 107 0С;
- продукта в конце варки – (98 0С – на поверхности; 85 0С – в центре куска продукта).
Г) Варка на пару в вакуум-аппаратах.
Происходит при температурах:
- греющего пара –
140 – 150 0С;
- поверхности аппарата –
130 – 140 0С;
- рабочего объема аппарата – 60 - 80 0С;
- продукта в конце варки – (40 0С – на поверхности; 60 0С – в центре куска продукта).
Д) Жарка в небольшом количестве жира на сковородах (т.н. основным
способом.
Происходит при температурах:
- жира (технологической среды) – 180 – 190 0С;
- поверхности аппарата –
200 – 350 0С;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 16 из 146
- продукта в конце варки – (135 0С – на поверхности; 80 0С – в центре
куска продукта).
Что касается температуры в рабочем объеме, – то такого понятия для
этого способа нет.
Е) Жарка в большом количестве жира на фритюрницах и в жарочных
машинах (т.н. жарка во фритюре).
Происходит при температурах:
- жира (технологической среды) – 160 – 190 0С;
- поверхности аппарата –
200 – 240 0С;
- рабочего объема аппарата –
160 – 190 0С;
- продукта в конце варки – (135 0С – на поверхности; 80 0С – в центре
куска продукта).
Ж) Жарка в горячем воздухе в жарочных и пекарных шкафах
Происходит при температурах:
- воздуха (технологической среды) – 150 – 300 0С;
- поверхности аппарата –
200 – 350 0С;
- рабочего объема аппарата –
150 – 300 0С;
- продукта в конце варки – (135 0С – на поверхности; 80 0С – в центре
куска продукта).
И) Тепловая обработка за счет воздействия смеси (горячего воздуха + перегретого пара) в пекарных шкафах с увлажненным внутренним объемом –
иногда этот процесс называют запеканием.
Происходит при температурах:
- воздуха (технологической среды) – 150 – 300 0С;
- поверхности аппарата –
200 – 350 0С;
- рабочего объема аппарата –
150 – 300 0С;
- продукта в конце варки – (135 0С – на поверхности; 80 0С – в центре
куска продукта).
Такова классификация традиционных основных поверхностных способов
обработки и оборудования для их осуществления.
II. Характеристики вспомогательных традиционных поверхностных способов.
А) Пассерование (овощей) на сковородах.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 17 из 146
Происходит при температурах:
- поверхности аппарата –
200 – 350 0С;
- рабочего объема аппарата –
150 – 300 0С;
- продукта в конце – (105 0С – на поверхности; 60 0С – в центре куска
продукта).
- технологической среды – жира – 150 – 170 0С.
Б) Пассерование (муки) на сковородах.
Происходит при температурах:
- поверхности аппарата –
200 – 350 0С;
- рабочего объема аппарата – 150 – 300 0С;
- продукта в конце –
100 – 110 0С.
- технологической среды – жира – 150 – 170 0С.
В) Опалка в опалочных горнах.
Происходит при температурах:
- продукта в конце на поверхности
150 0С.
- технологической среды –
800 – 900 0С.
Температуры поверхности аппарата рабочего объема аппарата в данном
случае не имеет смысла.
Г) Термостатирование в мармитах и тепловых шкафах
Происходит при температурах:.
- технологической среды (воздуха + воды)
– 70 – 80 0С;
- поверхности аппарата –
80 – 90 0С;
- рабочего объема аппарата –
70 – 80 0С;
- продукта в конце варки – (60 0С – на поверхности; 70 0С – в центре куска продукта).
Д) Бланширование и ошпаривание в посуде на плитах.
- технологической среды ( воды)
100 0С;
- поверхности аппарата –
102 – 103 0С;
- рабочего объема аппарата –
70 – 80 0С;
- продукта в конце варки – (60 0С – на поверхности куска продукта).
Традиционные поверхностные способы имеют следующие недостатки:
 большая длительность процесса
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 18 из 146
 значительные затраты топливно-энергетических ресурсов;
 высокая трудоемкость ручного труда.
III. Объемные способы тепловой обработки. Их характеристики
Эти способы основаны на взаимодействии:
 продукта и свободно связанной влаги в продукте
 с электромагнитным полем.
Электромагнитное поле от генератора излучения:
- во-первых, проникает в продукт на значительную глубину
- во-вторых, частично или полностью поглощаются в нем;
- в результате, энергия поля преобразуется в теплоту, что вызывает
нагрев продукта.
Затем:
 теплота и влага выделяются из продукта
 т.е. поток теплоты и поток влаги совпадают по направлению.
Физическая природа электромагнитных волн поля одна и та же.
Однако волны сильно отличаются друг от друга, прежде всего,
- по длине и частоте,
- а также обладают специфическими особенностями.
Объемные способы классифицируются:
А) СВЧ – нагрев в шкафах и МВП (микроволновых печах).
Происходит при температурах:
- рабочей поверхности аппарата –
40 0С;
- поверхности продукта и в глубине – 60 и 80 0С.
- технологической среды
а) воздуха – 30 - 35 0С, воды (бульона) – 100 0С.
Б) Инфракрасный нагрев (ИК – нагрев в ИК – аппаратах).
Происходит при температурах:
- рабочей поверхности аппарата –
150 - 350 0С;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 19 из 146
- поверхности продукта и в глубине – 60 и 80 0С.
- технологической среды - воздуха – 170 - 250 0С.
В) Электроконтактный нагрев (ЭК – нагрев)
Происходит при температурах:
- поверхности продукта и в глубине – 60 и 80 0С.
- технологической среды в данном случае нет поскольку электроток
непосредственно передается в продукт
Для этих объемных способов характерен ряд преимуществ и недостатков:
- эти способы обеспечивают скорость нагрева выше, чем традиционные, а
при СВЧ – нагреве достигается самая высокая скорость нагрева;
- однако, при СВЧ – нагреве отсутствует корочка поджаривания на поверхности продукта и, как правило, продукту присущ его естественный сырой
цвет;
- при ИК – нагреве за счет высокой плотности потока возможен «ожог»
продукта;
- кроме того, не все виды пищевых продуктов можно подвергать ИК –
нагреву;
- при ЭК – нагреве возможны явления электролиза в массе продукта и
эрозия электродов, в результате чего в продукт могут попасть посторонние вещества.
Вышеприведенные недостатки традиционных и объемных способов можно в той или иной степени устранить, используя комбинированные способы
тепловой обработки.
Методология создания комбинированных
способов тепловой обработки.
Она осуществляется в следующей последовательности:
1.Анализ конкретного традиционного способа (базового способа) с целью
выявления его недостатков – низкое качество, трудоемкость, длительность и
т.п.
2.Отбор положительных качеств традиционного способа – получение корочки поджаривания, появление ароматических и вкусовых веществ и т.п.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 20 из 146
3.Формирование технологических требований к создаваемому КСТО –
тепловые и температурные режимы, перемешивание продукта, последовательность воздействия технологических сред и т.д.
4.Выбор одного или нескольких способов (новых или традиционных)
тепловой обработки позволяющих устранить недостатки базового способа.
5.Конструирование и создание комбинированного теплового аппарата.
Классификация теплового оборудования в ОП
Тепловое оборудование классифицируется по следующим признакам:
1. Функциональное назначение.
1.1 Универсальные тепловые аппараты.
1.2 Специализированные тепловые аппараты.
 К универсальным тепловым аппаратам относятся кухонные плиты. С
помощью плит можно проводить различные способы обработки
 К специализированным аппаратам относятся аппараты, в которых можно осуществлять лишь отдельные способы тепловой обработки.
2. Технологическое назначение специализированного теплового аппарата.
2.1. Варочное тепловое оборудование.
2.2. Жарочное тепловое оборудование.
2.3. Жарочно-пекарное оборудование.
2.4. Водогрейное тепловое оборудование.
2.5. Вспомогательное тепловое оборудование.
 К варочному оборудованию относятся:
А) Пищеварочные котлы.
Б) Автоклавы,
В) Пароварочные аппараты.
Г) Сосисковарки.
 К жарочному оборудованию:
А) Сковороды. Б) Фритюрницы. В) Грили.
Г) Шашлычные печи.
 К жарочно-пекарному:
А) Жарочные и пекарные шкафы. Б) Парожарочные аппараты.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 21 из 146
 К водогрейному:
А) Кипятильники. Б) Водонагреватели.
 К вспомогательному:
А) Мармиты.
Б) Тепловые шкафы и стойки.
В) Термостаты. Г) Оборудование для транспортировки пищи.
3. Следующий признак классификации – источник теплоты в тепловом
оборудовании.
3.1. Элекроаппараты.
3.2. Паровые аппараты.
3.3. Огневые аппараты.
3.4. Газовые (твердо- или жидкостно-топливные) аппараты.
4. Структура рабочего цикла.
4.1. Аппараты периодического действия.
4.2. Аппараты непрерывного действия.
5. Способ обогрева.
5.1. Аппараты непосредственного контакта с теплоносителем (мантоварка – продукт контактирует непосредственно с паром).
5.2. Аппараты с разделительной стенкой.
5.3. Аппараты с косвенным обогревом через промежуточный теплоноситель (пар, горячая вода и пр.).
6. Конструктивные особенности аппарата.
6.1. Несекционные тепловые аппараты.
6.2. Секционные тепловые аппараты.
6.3. Немодулированные тепловые аппараты.
6.4. Модулированные тепловые аппараты.
 Несекционные аппараты имеют различные габариты, узлы и детали их
не унифицированы, устанавливаются, как правило, индивидуально без учета
блокировки с другими аппаратами.
 Секционированные аппараты выполнены в виде отдельных секций, в
которых основные детали и узлы унифицированы.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 22 из 146
 Модульные аппараты спроектированы под единый размер – модуль =
200 ± 10.
(Ширина – 840 мм, высота – 850 мм этих аппаратов одинаковы, а глубина
и длина кратна модулю; основные детали и узлы унифицированы)
Индексация теплового оборудования
Каждый тепловой аппарат имеет свою марку (индекс), которая состоит из
буквенного и цифрового обозначения.
Первая буква соответствует названию группы, к которой относится аппарат.
Например,
П – плиты,
К – котлы.
Ш – шкаф.
Вторая буква соответствует свойствам оборудования.
С – секционные.
П – пищеварочные.
Н – непрерывного действия.
Третья буква соответствует наименованию энергоносителя.
П – паровой
Э – электрический.
Г – газовый.
Т – твердотопливный.
Четвертая буква – М – может быть введена в индекс модулированного
оборудования.
Цифровой индекс после букв соответствует:
- либо типоразмеру,
- либо основному параметру оборудования а) площадь жарочной поверхности;
б) число конфорок;
в) число шкафов;
г) производительность по кипятку;
д) емкость котла и пр.
Источники теплоты в общественном питании.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 23 из 146
Основным источником теплоты на предприятиях ОП является электроэнергия.
Объясняется это рядом несомненных преимуществ:
1.Отсутствие пламени.
2.Отсутствие необходимости в заготовке и хранении твердого или жидкого, а также газообразного топлива.
3.Отсутствие проблемы удаления золы твердого топлива.
4.Возможность легкого регулирования мощности подводимой к продукту
и как следствие регулирование количества теплоты подводимой к продукту и
температуры.
5.Применение энергоподвода позволяет легко автоматизировать процесс
тепловой обработки
6.Простота обслуживания и хорошие условия труда, а также точный учет
расхода электроэнергии и т.д.
Однако, несмотря на преимущества, необходимо также стремится к использованию и других источников теплоты.
Связано это с тем, что электроэнергия
- иногда бывает с перебоями,
- в силу специфики питание иногда необходимо организовывать в полевых условиях (воинских частях, геологоэкспедициях , чрезвычайных обстоятельствах и пр.)
В связи с этим, использование других видов топлива является необходимым.
Виды топлива и их характеристики. Условное топливо и теплота сгорания. Тепловой эквивалент
В ОП используются все виды топлива, т.е. как твердое, так и жидкое и газообразное.
По способу получения топливо подразделяется:
- на естественное;
- и искусственное.
Естественное (натуральное) топливо в ОП:
- уголь (антрацит, каменный и бурый уголь) сланцы, торф и дрова.
Искусственное топливо:
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 24 из 146
- кокс, древесный уголь (для шашлыков) бензин, керосин, мазут и т.д.
1. Поскольку существуют различные виды топлива, то вводится понятие
т.н.:
- условного топлива; и его условной теплоты сгорания Q = 29308 кДж/кг = 29,3 МДж/кг
2. Каждому виду естественного топлива соответствует
- низшая теплота сгорания (теплотворная способность) горючих элементов топлива – Qнг (кДж/кг или МДж/кг);
- и низшая теплота сгорания топлива в целом - Qнр.
Qнр = Qнг[100 – (Ар + Wр)/100 – 6 Wр]
1.1
Где Qнг – низшая теплота сгорания горючих элементов топлива;
Ар – зольность топлива, %,
Wр – влажность топлива, %.
3. Следующим важным понятием является тепловой эквивалент топлива
(Э).
Под тепловым эквивалентом топлива понимается:
 отношение низшей теплоты сгорания любого вида топлива,
 к теплоте сгорания условного топлива.
Э = Qнр/Q = Qнр/29,3
(1.2)
4. Еще один параметр учета топлива – масса условного топлива.
 Она находится как масса естественного (натурального) топлива, умноженная на тепловой эквивалент.
mу = mн·Э ,кг
(1.3)
Иногда на практике возникает задача нахождения массы натурального
топлива по массе условного.
mн = mу/Э = mу ·В/100·Э кг
(1.4)
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 25 из 146
где, В – процентное содержание натурального топлива, %.
Например, если на предприятии имеется
- 60 % антрацита
- 30 % каменного угля
- 10 % дров
Qнр = 25,6 МДж/кг и Э = 0,87;
Qнр = 27,4 МДж/кг и Э = 0,94;
Qнр = 10,2 МДж/кг и Э = 0,35.
Тогда если, предположим, на предприятии имеется 40 тонн условного
топлива, то по натуральному топливу это составит:
- антрацита 27,6 т, каменного угля 12,8 т, дров 11,4 т.
Природные и искусственные газы и их характеристики.
Газы как топливо имеют значительное преимущество перед твердыми и
жидкими видами топлива.
1.Отпадает необходимость в заготовке и хранении топлива, вывоза золы и
шлаков
2.Улучшаются санитарно-гигиенические условия труда на предприятиях.
3.Возникает возможность автоматизации процесса работы на тепловых
аппаратах.
4.Уменьшаются габариты тепловых аппаратов и т.д.
Особенность эксплуатации таких аппаратов заключается в том, что газовоздушная смесь может гореть:
- либо равномерно с определенной скоростью распространения пламени
при движении смеси;
- либо мгновенно с взрывом, если смесь находится в покое.
Причем скорость распространения пламени при взрыве составляет 1000 –
3500 м/с, что значительно выше, чем при обычном горении.
Взрывоопасные смеси образуются при определенном процентном содержании газа в воздухе.
В связи с этим, очень важно не допускать утечку газов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 26 из 146
Для предупреждения взрывов необходимо:
- постоянно проверять места соединений;
- ликвидировать повреждения в местах утечки;
- осуществлять вентиляцию помещений;
- не допускать появлений источников открытого пламени в местах, где
может накопиться взрывоопасная концентрация газовоздушной смеси
Теплоносители в оборудовании ОП.
Они предназначены для создания равномерного температурного поля
(нагрева) тепловых поверхностей и объемов.
1.Горячая вода (температура до 90 0С, давление Ратм.)
- Область применения – мармиты, термостаты и другое оборудование,
предназначенное для поддержки горячей продукции в готовом состоянии.
2. Водяной пар (температура до 200 0С, давление больше Ратм.).
- Область применения – автоклавы, пищеварочные котлы, пароварочные
шкафы.
3. Органические жидкости. К ним относятся:
- Дитолилметан (ДТМ);
- Дикумилметан (ДКМ)
Они имеют высокие температуры кипения
- ДТМ до +296 0С;
- ДКМ до +336 0С.
Применение их позволяет:
- значительно уменьшить количество жидкости заливаемой в греющее
пространство (камеру);
- существенно экономить топливо;
- сократить время разогрева.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 27 из 146
Они применяются при атмосферном давлении. Область применения их –
варочные и жарочные аппараты.
4. Кремнийорганические жидкости.
- ПФМС – 4;
- ПФМС – 5;
- ФМ – 6.
Они также отличаются:
- высокой температурой кипения и низкой температурой замерзания;
- высокой теплопроводностью;
- стойкостью к окислению;
- хорошими диэлектрическими свойствами;
- малой вязкостью;
- взрывобезопасностью;
- отсутствием запаха и пр.
Область их применения – сковороды, шкафы, мармиты, пищеварочные
котлы и автоклавы.
Литература
1, Азаров Б.М, Аурих Х., Дичев С. и др. Технологическое оборудование пищевых производств –М.: Агропромиздат, 1988. – 463 с.
Тема 3. Общие принципы устройства тепловых аппаратов ОП.
К тепловым аппаратам общественного питания предъявляется
ряд специальных требований, которые условно группируются на:
1. Технологические.
2. Эксплуатационные.
3. Энергетические.
4. Конструктивные.
5. Требования по технике безопасности.
6. Требования по технической эстетике и т.д.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 28 из 146
1. Технологические требования заключаются, прежде всего, в том, что конструкция аппарата должна обеспечивать определенные технологические
параметры:
- давление; температура; скорость движения продукта;
- минимальное время обработки продуктов с получением наилучших органолептических показателей при максимальном сохранении пищевых,
ароматических и вкусовых веществ.
2. Эксплуатационные требования:
- простота обслуживания;
- устойчивость к коррозии;
- доступность теплового аппарата для осмотра, чистки и ремонта;
- бесшумность в работе;
- возможность автоматизации процесса.
3. Энергетические требования:
- минимум электроэнергии на 1 единицу готовой продукции;
- снижение потерь тепла;
4. Конструктивные требования:
- технологичность, т.е. соответствие современному состоянию технологии машиностроения;
- унификация и нормализация деталей и узлов;
- секционность теплового аппарата;
- технологическое совершенство, работоспособность и надежность и т.д.
Ряд требований к оборудованию оцениваются в других курсам.
Основные части (узлы) тепловых аппаратов ОП.
Все тепловые аппараты состоят из следующих основных узлов:
- рабочая камера;
- теплогенерирующее устройство;
- рабочий орган;
- корпус (станина);
- основание или постамент.
Иногда два последних узла могут быть совмещены в один узел.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 29 из 146
Помимо основных узлов в состав теплового аппарата включаются и дополнительные узлы, выполняющие, тем не менее, важные функции:
- тепловая изоляция;
- наружный кожух;
- контрольно-измерительная и предохранительная арматура;
- приборы автоматического регулирования.
В рабочую камеру аппарата загружается и подвергается тепловой обработке
продукт. Рабочая камера – это емкость.
Рабочие камеры могут быть:
- либо подвижными (опрокидывающимися или передвижными);
- либо стационарными (не снимаемыми).
Теплогенерирующее устройство – эта та часть аппарата, в которой происходит образование тепловой энергии.
Теплогенерирующее устройство это:
- газовые горелки;
- электрические конфорки;
- трубчатые электронагреватели (ТЭНы);
- топочные объемы;
- ИК – нагреватели;
- магнетроны СВЧ – печей.
Корпус теплового аппарата
- служит основой для монтажа всех частей аппарата.
Тепловая изоляция
- предназначена для уменьшения потерь тепла в окружающую среду;
- за счет этого увеличивается тепловой КПД аппарата;
- и обслуживающий персонал предохраняется от ожогов.
Кожух предназначен
- для придания аппарату соответствующего внешнего вида
- и покрытия рабочей камеры аппараты снаружи.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 30 из 146
Арматура предназначена
- для пуска, остановки, регулирования работы
- и правильной эксплуатации аппарата.
( К арматуре относятся краны, вентили, задвижки, наполнительные воронки,
манометры и т.д.).
Контрольно-измерительная аппаратура и приборы автоматического
регулирования предназначены:
- для контроля режимов работы аппарата.
(Давление, температура, время).
Классификация и устройство пищеварочных котлов.
1. В зависимости от давления.
а) Котлы, работающие при атмосферном давлении
б) Котлы, работающие при повышенном давлении (до 250 кПа – автоклавы).
2. В зависимости от источника теплоты.
а) Твердотопливные котлы.
б) Газовые котлы.
в) Электрические котлы (самые распространенные).
д) Паровые котлы.
3. По способу установки.
а) Опрокидывающиеся.
б) Неопрокидывающиеся котлы.
4. В зависимости от способа обогрева.
а) Котлы с непосредственным обогревом
(менее распространенные)
б) Котлы с косвенным обогревом.
(более распространенные)
Котлы с непосредственным обогревом более просты, но имеют ряд недостатков
- низкий КПД;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 31 из 146
- сложность регулирования теплового режима;
- возможность пригара продуктов.
5. По соотношению основных геометрических размеров.
а) Немодулированные котлы
б) Секционные модулированные котлы.
в) Котлы под функциональные емкости.
Немодулированные котлы – это самые устаревшие котлы, еще применяемые на ряде предприятий. Варочный сосуд этих котлов имеет, как правило,
форму в виде цилиндра.
Секционные модулированные котлы
 имеют варочный сосуд, как правило, прямоугольной формы.
Наружные размеры этих котлов кратны модулю:
 210 мм.
Котлы под функциональные емкости (сменные емкости) имеют модуль
 100 мм.
Устройство пищеварочных котлов с косвенным обогревом.
4
5
6
7
3
2
1
8
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 32 из 146
Рис. Схема электрического пищеварочного котла
1- корпус котла; 2 – теплогенератор; 3 – сливной пробковый кран; 4- воздушный кран для выпуска воздуха из рубашки; 5 – варочный сосуд; 6 – клапантурбинка; 7- приборы КИП и арматура; 8 – кран уровня воды в парогенераторе.
Наиболее распространенные стационарные (неподвижные) электрические
котлы с косвенным обогревом состоят:
- из корпуса покрытого теплоизоляционным слоем и наружным кожухом;
- парогенератора в виде металлической емкости, внутри которой установлены электронагреватели и кран уровня воды в парогенераторе;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 33 из 146
- варочного сосуда со сливным пробковым краном и крышкой снабженной клапаном турбинкой для герметически закрывающихся котлов.
Пространство между варочной емкостью и корпусом котла играет роль пароводяной теплообменной рубашки.
В это пространство поступает пар из теплогенератора.
В теплообменной рубашке котла установлены:
- воздушный кран для выпуска воздуха из рубашки;
- а также приборы КИП и арматура;
К приборам КИП и арматуре относятся:
- воронка для наполнения рубашки водой,
- манометр для контроля давления в рубашке;
- и двойной предохранительный клапан для сброса давления в рубашке.
Принципиальное отличие всех других котлов заключается в устройстве
теплогенераторов:
 Опрокидывающиеся электрические котлы отличаются тем, что теплогенератор совмещен с рубашкой. Электронагреватели установлены в
нижней части рубашки.
Газовые и твердотопливные котлы имеют схожие по конструкции теплогенераторы.
 Они выполнены в виде концентричных цилиндрических карманов, вставленных один в другой.
 Пространство между двумя карманами составляю два кольцевых газохода.
 Пространство в центре теплогенератора является камерой сгорания.
 В нижней части камеры сгорания смонтировано газогорелочное устройство.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
4
5
Редакция №___
страница 34 из 146
6
7
3
9
8
2
10
1
Рис. Схема газового пищеварочного котла
1- 8 позиции те же что и для электрокотла; 9 – кольцевой газоход; 10 – газогорелочное устройство;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 35 из 146
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 36 из 146
У твердотопливных котлов в нижней части камеры сгорания расположена
 колосниковая решетка.
Под колосниковой решеткой расположена
 камера для сбора золы.
Продукты сгорания у газовых и твердотопливных котлов
 после движения по кольцевым газоходам
 через патрубок для отвода газов
попадают в дымоход и выбрасываются в атмосферу.
Такой путь движения позволяет снизить температуру дыма и газов в 5 – 6
раз.
Это способствует значительному увеличению КПД этих аппаратов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 37 из 146
12
13
Рис. Схема твердотапливного пищеварочного котла
1-11 позиции те же что и для газового котла; 12 – дверка топки; 13 – сборник
золы;
15
14
Рис. Схема парового пищеварочного котла
14 - конденсатоотводчик; 15 - паропровод.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 38 из 146
Паровые пищеварочные котлы не имеют индивидуального теплогенератора.
Пар в рубашку подается извне из паропровода.
Опрокидывающиеся пищеварочные котлы
Рис. Схема опрокидывающегося котела
Они также устанавливаются на станине-основании.
Котел снабжается двумя цапфами,
Левая и правая цапфы
- опираются на подшипники скольжения, которые установлены в вертикальных стойках.
Кроме того, на правой цапфе
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 39 из 146
- устанавливается червячное колесо механизма опрокидывания котла.
При вращении маховика установленном на валу червяка происходит поворот емкости котла на угол 900, в результате чего содержимое котла выливается.
Сливной кран у этих котлов отсутствует.
Котел закрывается легкосъемной крышкой без клапана турбинки.
Пищеварочные котлы с непосредственным обогревом
Они отличаются от котлов с косвенным обогревом, прежде всего:
- отсутствием тепловой рубашки;
- и отсутствием соответствующей арматуры (крана уровня, двойного
предохранительного клапана и т.д.).
Стенки этих котлов также покрывают:
- тепловой изоляцией; и кожухом-облицовкой
Однако, существуют ряд специфических особенностей этих котлов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 40 из 146
1. В газовых котлах с непосредственным обогревом трудно обеспечить
равномерность нагрева продукта, поэтому в них предусмотрена неравномерная толщина стенок варочного сосуда.
2. Это в свою очередь создает:
а) повышенную металлоемкость;
б) сравнительно низкую плотность теплового потока;
в) повышенное время разогрева.
3. Электрические котлы с непосредственным обогревом снабжаются гибкими электронагревателями и имеют сферическое днище.
а) Электронагреватели в виде ленты укладываются на наружную поверхность варочного сосуда.
б) С целью повышения эффективности работы навивка электронагревателей неравномерна.
в) В верхней части она навита реже, а в нижней части – плотно.
г) Недостаток электрокотла с непосредственным обогревом – высокая
энергоемкость и сложность изготовления.
Литература
1, Азаров Б.М, Аурих Х., Дичев С. и др. Технологическое оборудование пищевых производств –М.: Агропромиздат, 1988. – 463 с.
2. Калинина В.М. Техническое оснащение и охрагна труда в общественном питании – М. – Изд. «Академия», 2004. 432 с.
Тема 4. Конструкции некоторых видов тепловых аппаратов
в общественном питании
А) Котел с непосредственным обогревом для варки костных бульонов.
Для этого котла характерны следующие свойства:
 Варочный сосуд этого котла выполнен в виде прямоугольного резервуара.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 41 из 146
 В нижней части сосуда установлено шесть ТЭНов залитых в пищевой
алюминий.
Рис. Схема котла для варки костных бульонов.
 Снаружи варочный сосуд котла покрыт слоем теплоизоляции и облицован эмалированными листами, а сверху закрыт легкоснимаемой крышкой.
 Внутрь варочного сосуда устанавливается сетчатая прямоугольная корзина, предназначенная для загрузки костей, причем корзина не достает
до дна и стенок сосуда.
 К одной из боковых стенок сосуда подведены два сливных крана, причем:
а) верхний – предназначен для слива жира (он установлен на уровне 9/10
высоты варочного сосуда);
б) нижний – предназначен для слива бульона (он установлен у плоского
днища варочного сосуда).
Этот котел имеет ряд неоспоримых достоинств:
- При варке костного бульона, поскольку сетчатая корзина с костями
располагается над ТЭНами, естественная конвекция жидкости направлена вверх, – в результате происходит хороший контакт между бульоном и костями.
- Конвекция создает хорошие условия для интенсивного экстрагирования
жира, белковых и минеральных веществ.
- Установка ТЭНов непосредственно в варочный сосуд облегчает операцию их замены.
- Отказ от тепловой рубашки позволяет снизить продолжительность варки в 1,5 раза, снизить материалоемкость и удельный расход электроэнергии по сравнению с котлами с косвенным обогревом.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 42 из 146
Б) Автоклавы для варки бульонов, овощей и бобовых культур.
Они представляют собой
 пищеварочные котлы, в которых двустенная крышка герметично закрывается с помощью откидных болтов.
В результате
 давление в автоклаве достигает до 300 кПа (2 ати)
 а температура варки 130 – 135 0С.
Конструктивно автоклавы практически ничем не отличаются от котлов с
косвенным обогревом.
Автоклав также имеет двустенный варочный сосуд. В нижней части также
монтируется теплогенератор, а точнее парогенератор.
Снаружи варочный сосуд также покрыт теплоизоляцией и облицован эмалированными листами.
Основное достоинство автоклавов:
 быстрый прогрев продукта;
 и значительное ускорение экстракции (т.е. варки).
Недостатки автоклавов:
 повышенная металлоемкость,
 некоторое снижение качества продукта.
Последнее обстоятельство связано с тем, что при высоком давлении и температуре интенсивно протекают:
- реакции гидролиза, происходит эмульгирование жиров, разрушение витаминов и пр.
Кроме того, существенным недостатком является то, что автоклав периодически приходится подвергать испытаниям как сосуд, работающий при повышенном давлении.
Все эти недостатки ограничивают применение автоклавов.
В общественном питании используются автоклавы
 АЭ – 60 – с электрическим обогревом;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 43 из 146
 АГ – 60 – с газовым обогревом.
Однако более перспективным направлением в пищеварочном оборудовании является использование котлов под функциональные емкости.
В) Твердотопливные пищеварочные котлы (ТПК)
и походные полевые кухни (ПК)
Этот вид оборудования применяется для организации питания:
- в удаленных районах и полевых условиях;
- (армия, геологические и др. всевозможные экспедиции, места сосредоточения людей при чрезвычайных обстоятельствах).
По способу обогрева ТПК подразделяются:
- котлы с непосредственным обогревом;
- котлы с косвенным обогревом.
ТПК с непосредственным обогревом могут быть:
- стационарные в кирпичной обмуровке;
- передвижные в металлическом корпусе (полевые кухни).
 Стационарный ТПК представляет собой обыкновенную печь с варочной
емкостью вместо плиты.
 Для удобства чистки варочный сосуд выполняется съемным.
 Варочный сосуд бортиком опирается на кольцо из уголковой (либо другой) стали.
Главным недостатком этих ТПК является
- их низкий КПД;
- большие потери теплоты с уходящими газами.
Для первой варки - КПД составляет 18 – 28%.
Для второй варки - КПД составляет 18 – 30%.
Многократное использование котла (несколько варок подряд)
- повышает КПД до 30 – 40 %;
- снижает удельные затраты топлива на 20 – 30 %;
- снижает длительность закипания содержимого котла на 30 – 50 %.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 44 из 146
Объясняется это тем, что кирпичная кладка более интенсивно прогревается
и более длительно держит тепло.
Походные полевые кухни могут работать
 как на твердом
 так и жидком топливе.
Существуют следующие марки полевых кухонь:
 КП –2 – 48 емк. 200 л; кол. котлов – 2;
 КП –2 – 49 емк. 230 л; кол. котлов – 2;
 КП – 125 емк. 325 л; кол. котлов – 4;
 ОПК – 43 емк. 150 л; кол. котлов – 1;
 ОПК – 75 емк. 75 л; кол. котлов – 1 шт.
3
2
4
1
Рис. Полевая кухня КП – 2 – 48
1 – одноосный автоприцеп; 2 – очаг с котлом и дымовой трубой; 3 – ящик;
4 – запасное колесо.
Кухня КП –2 – 48 состоит из следующих частей:
- ходовая часть в виде одноосного автоприцепа грузоподъемностью 1500
кг;
- двух очагов с дымовой трубой и двух котлов;
- и, последнее, ящик для перевозки принадлежностей.
Одна такая полевая кухня может обеспечить горячим питанием 150 – 200
человек.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 45 из 146
Для того чтобы обеспечить возможность работы на жидком топливе ПК
снабжаются:
- баллоном для жидкого топлива;
- соединительным шлангом;
- форсункой (или горелкой) с комплектом инструментов;
- укладочным ящиком.
Несмотря на видимые недостатки:
- низкий КПД;
- возможность пригара пищи;
- трудность регулировки теплового режима
кухни эти нашли широкое применение.
Этому способствуют их достоинства
- простота конструкции;
- незначительная металлоемкость;
- и более экономичное приготовление блюд по сравнению с огневыми
котлами с косвенным обогревом.
Г) Пароварочные шкафы
При варке продуктов острым паром
- значительно снижается выщелачивание минеральных веществ из продуктов.
Это способствует сохранению пищевой ценности продукта.
В связи с этим варка на пару
- широко используется для приготовления блюд детского и диетического
питания.
В ОП используется два типа пароварочных аппаратов:
- АПЭСМ – 1 (односекционный) и АПЭСМ – 2 (двухсекционный).
Аппарат АПЭСМ – 2 представляет собой:
- шкаф, состоящий из двух секции и подставки;
- в каждой из секций есть две отдельные снабженные дверцами варочные
камеры, в которых на съемных уголках устанавливается посуда.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 46 из 146
- Посуда представляет собой перфорированные и неперфорированные
сотейники со съемными крышками.
- В подставке – основании расположен парогенератор с четырьмя ТЭНами и питательным бачком для воды с поплавковым клапаном.
- Бачок соединен трубками с парогенератором и водопроводной сетью.
- На дне варочных камер имеются отверстия для подачи конденсата в
канализацию.
- Для регулирования количества пара на парогенераторе предусмотрена
заслонка.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 47 из 146
Помимо этих аппаратов в ОП используются также аппараты
- АПЭ – 0,23 А и АПЭ –0,23 а – 01.
Они весьма похожи на рассмотренный аппарат.
Они, однако, отличаются тем, что внутри варочных камер устанавливаются
кассеты с функциональными емкостями.
2
1
а)
б)
Рис. Схема подачи пара и сброса конденсата пароварочного шкафа
а) схема подачи пара в варочные камеры; б) схема сброса конденсата
Д) Кофеварки в общественном питании.
Конструкции кофеварок в ОП:
- КВЭ – 7;
- экспресс – кофеварки «Будапешт», «Кассиномокка», «Балатон-Люкс»,
«Омния-люкс».
КВЭ – 7 является аппаратом периодического действия. Состоит
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 48 из 146
- из варочного сосуда, в верхней части которого установлена чаша для
молотого кофе;
- и наружного кожуха.
5
6
7
8
4
9
3
2
1
Рис. Схема кофеварки.
1 – кожух; 2 – ТЭНы; 3 – кран слива; 4 – варочный сосуд; 5 – фильтр; 6 - крышка; 7 – циркуляционная трубка; 8 – столик; 9 – переключатель.



Воздушный зазор между сосудом и кожухом служит теплоизоляцией.
Под днищем варочного сосуда смонтировано
т.н. циркуляционно-перекидное устройство;
и ТЭНы для нагрева воды.
Циркуляционно-перекидное устройство обеспечивает циркуляцию кипятка и подачу его в чашу с фильтром.
Работает кофеварка следующим образом:
- в фильтр засыпается молотый кофе, а в варочный сосуд наливается вода, затем сосуд закрывается крышкой, и включаются ТЭНы;
- после того как вода закипит, пузырьки пара устремляются вверх по
циркуляционной трубке и увлекают за собой вскипевшую воду;
- кипяток, ударяясь об отражатель, равномерно омывает молотый кофе,
предварительно засыпанный в фильтр;
- в результате из порошка экстрагируются пищевые и ароматические
вещества и через отверстия в фильтре стекают в нижнюю часть варочного сосуда.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 49 из 146
 Полученный напиток поддерживается в горячем состоянии с помощью
терморегулятора, датчик которого размещен между кожухом и варочным сосудом над краном слива.
Ж) Сосисковарки в ОП
На предприятиях ОП используются сосисковарки венгерского производства
FE – 11
Рис. Схема сосисковарки
Она состоит
- из наружного кожуха;
- и варочного сосуда прямоугольной формы.
 Варочный сосуд закрывается двумя откидными крышками и в нем устанавливается перфорированная прямоугольная емкость, разделенная перегородкой на две части.
 В одной части сосуда можно варить сосиски, а в другой – сардельки.
 Между варочным сосудом и кожухом проложена теплоизоляция.
 Четыре ТЭНа расположены в нижней части сосуда; при включенном
состоянии они должны находится в воде.
 Вдоль задней стенки расположена откидная головка, в которой закреплены нагревательные элементы, электроаппаратура и зажим заземления.
Литература
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 50 из 146
1, Азаров Б.М, Аурих Х., Дичев С. и др. Технологическое оборудование пищевых производств –М.: Агропромиздат, 1988. – 463 с.
Тема 5. Жарочно-пекарное оборудование.
Технология жарки и выпечки в ОП заключается:
 в доведении продуктов до готовности
 путем воздействия на них промежуточных технологических сред: - жира; соусов и бульонов; горячего воздуха и паро- либо дымовоздушной
смеси.
Процессы жарки и выпечки классифицируются (табл. 1).
№
1
Оборудование
Сковороды, плиты для жарки,
фритюрницы НД
то же оборудование
Температура
150 - 300
2
Вид процесса
Жарка основным
способом
Тушение
3
Припускание
то же оборудование
150 - 300
4
Пассерование
то же оборудование
150 - 300
5
Жарка во фритюре
Фритюрницы НД и ПД
160 - 200
6
Выпечка
Жарочно-пекарные шкафы,
жаровни, фритюрницы
160 - 350
Жарка основным (традиционным) способом осуществляется:
- либо на нагретых жарочных поверхностях;
- либо в рабочих объемах аппаратов.
При этом в продукте происходят ряд
- биохимических;
- физических;
- и физико-химических изменений
в результате чего продукт достигает кулинарной готовности.
В частности:
- продукт, прежде всего, обезвоживается;
150 - 300
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
-
Редакция №___
страница 51 из 146
в него впитывается жир;
меняется его структура;
уменьшается его объем;
появляется вкус и запах свойственный именно этому виду блюда.
Процесс жарки можно разбить на два периода:
- период обезвоживания;
- период образования корочки.
Первый период завершается при образовании корочки подрумянивания на
продукте (для мяса при 105 0С).
При температуре более 135 0С появляются вещества с неприятным горьким запахом, – поверхность продукта начинает подгорать.
С момента образования корочки подрумянивания начинается второй период жарки:
- при этом, испарение влаги с поверхности продукта резко замедляется;
- начинается процесс миграции влаги из центральных слоев к менее
влажной поверхности.
Процесс жарки можно проводить и при температуре менее 100 0С
- либо создавая вакуум;
- либо увеличивая длительность процесса.
В первый период:
 тепловой аппарат должен обеспечивать более интенсивный подвод тепла.
Во второй период:
 количество теплоты подводимой к продукту должно быть уменьшено.
Выбор режима жарки всегда происходит экспериментально.
При основном способе жарки
 используется 3 – 5 % жира от массы продукта.
 Жир играет роль «сглаживания» неравномерности температурного поля.
Температура жарочной поверхности
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 52 из 146
- может достигать 220 – 250 0С.
Температура продукта в начальный момент
- порядка 20 – 25 0С, а иногда даже ниже, особенно при хранении полуфабрикатов в холодильниках.
В связи с этим технологическим условием жарки является
- перемешивание продукта обжариваемого насыпью;
- или переворачивание продукта обжариваемого поштучно.
Это обстоятельство послужило основой для разработки
- жарочных аппаратов непрерывного действия,
в которых исключена операция переворачивания и перемешивания.
Тушение и припускание продукта относится
 к вспомогательным комбинированным тепловым процессам.
 Цель тушения и припускания – устранение жесткости продукта (прежде
всего мяса).
При тушении также процесс подразделяется на два периода:
- получение корочки подрумянивания;
- доводка продукта до кулинарной готовности в жидкой технологической
среде (бульон, соус, отвар) при температуре 80 – 100 0С.
Припускание продукта производится в случае
 если отношение массы жидкости к массе сырья составляет 10 – 15 %.
Пассерование также относится к вспомогательным процессам и проводится
для приготовления полуфабрикатов.
Цели пассерования зависят от вида сырья:
- а) мука пассеруется для устранения привкуса «сырости» и снижения
клейкости в продукции;
- б) лук – для придания желтого цвета с различными оттенками и перевода ароматических веществ в жир, а также размягчения и уменьшения
объема;
- в) морковь – для тех же целей что и лук;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 53 из 146
- г) петрушка, сельдерей, пастернак, свекла – для перевода красящих и
ароматических веществ в жир, размягчения и уменьшения объема;
- д) томат-паста или пюре – для устранения привкуса «сырости» и перехода красящих веществ.
Жарка во фритюре используется при обработке
 теста, овощей, рыбы, панировании мясных изделий.
Для жарки во фритюре характерно:
- удаление части влаги из продукта;
- впитывание жира в продукт, объемная усадка, изменение пористости,
выделение газов;
- изменение структуры и плотности, образование корочки придающей
специфический вкус и цвет продукту.
Теплота и температура при жарке во фритюре изменяется в два периода:
- в первый период температура повышается от поверхности к центру;
- во второй период температура остается некоторое время постоянной, а
затем при достижении влагосодержания 200 – 300 % начинает постепенно повышаться, приближаясь к температуре жира.
Выпечка это процесс гидротермической и тепловой обработки, прежде всего, тестовых полуфабрикатов в рабочей камере теплового аппарата.
При выпечке происходит
- миграция влаги, паров, углекислоты и др. веществ в окружающую среду
и внутрь продукта.
 Поверхностные слои тестовой заготовки прогреваются очень быстро;
за 150 – 200 с температура на поверхности достигает порядка 80 – 90
0
С.
 При этом на поверхности продукта образуется тонкая пленка клейстеризованного крахмала, которая с увеличением продолжительности
утолщается.
 Прогрев сопровождается выделением и расширением газа, заключенного в тесте, который вызывает рост и увеличение тестовой заготовки.
 Центральные слои тестовых заготовок прогреваются менее интенсивно,
и к концу выпечки достигает порядка 98 – 100 0С.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 54 из 146
 За период выпечки структура теста изменяется, – оно превращается в
мякиш.
Эластичность, сжимаемость и упругость мякиша зависит от гидротермического и теплового режимов работы аппарата.
Конструкции жарочно-пекарного оборудования
А) Сковороды
К ним предъявляются следующие требования:
- температурное поле должно быть равномерным - максимальная разность температур (Δtмах = tмах – tмин) < 50 0С;
- жарочная поверхность должна быть гладкой, отшлифованной и строго
горизонтальной;
- температура на поверхности должна изменяться в широких пределах от
150 до 250 0С;
- на сковородах разрешается проводить жарку основным и комбинированными способами (тушение, припускание и т.д.);
- категорически запрещается на сковородах проводить жарку во фритюре.
Классификация сковород
1. По способу обогрева
а) сковороды с непосредственным обогревом;
б) сковороды с косвенным обогревом.
2. По виду энергоподвода
а) сковороды электрические;
б) сковороды газовые.
В настоящее время в ОП чаще всего используются:
1. Сковороды электрические секционные модулированные СЭСМ – 0,2; и
СЭСМ – 0,5.
2. Сковороды электрические для функциональных емкостей СЭЧ – 0,45; и
СЭ – 0,22.
Они по конструкции весьма похожи и отличаются
- размерами, габаритами, массой;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 55 из 146
- и потребляемой мощностью
СЭСМ – 0,2 и СЭСМ – 0,5 имеют
- загрузочную чашу прямоугольной формы с носиком для слива жира;
- чаша снабжена откидной крышкой, которая может удерживаться в любом положении;
- электронагреватели (ТЭН) расположены под загрузочной чашей;
- с обеих сторон загрузочной чаши расположены тумбы закрытые листами кожуха;
- эти тумбы образуют вспомогательные столы, причем в правой из них
установлен механизм опрокидывания, который может удерживать тумбу в любом положении от 0 до 900;
Сковорода СЭЧ – 0,45
Рис. Схема электрической сковороды
Представляет собой:
- установленную на ферме прямоугольную чашу, изолированную теплоизоляцией и облицованную листами кожуха;
- под дном (подом) чаши установлены кассеты с ТЭНами в количестве 4
шт.;
- температура жарочной поверхности регулируется автоматически с помощью датчика температуры;
Легкость конструкции сковороды обеспечивает удобное размещение и
транспортировку. Характерной особенностью конструкции является специальный крепеж электронагревателей.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 56 из 146
Чаша изготовлена из черного металла покрытого молотковой эмалью.
Крышка и рабочие поверхности боковин из нержавеющей стали. Используется
для приготовления плова, рагу, соуса, чебуреков, а также для жарения и тушения мяса и овощей.
Рис. Сковорода СЭЧ-0,45
Технические характеристики на электросковороду СЭЧ-0,45
Вместимость чаши ………………………………….65 литров,
Максимальная вместимость чаши………………... 90 литров,
Внутренние размеры чугунной чаши, мм:
дно чаши …………………………………………….900х550
вверх чаши……………………………. 930х580 (высота 180)
Время разогрева до температуры
300 градусов………………………….……… не более 25 мин,
Номинальное потребляемая мощность………………. 12 кВт,
Напряжение ………………………………………………380В,
Габаритные размеры……………………….. 1440х830х850 мм
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 57 из 146
Масса…………………………………………………….. 230 кг,
Вес в упаковке (кг):……………………………………… 270
Объем в упаковке (м3):…………………………………... 1.9
Рис. Электроплита ЭП-2ЖШ
Электрические плиты ЭП-2ЖШ предназначены для приготовления первых, вторых, третьих блюд в наплитной посуде, а также для жарки полуфабрикотов из мяса, рыбы, овощей и выпечки кулинарных изделий.
Чугунные конфорки в качестве нагревательных элементов оснащены
двумя ТЭНами, что обеспечивает быстрый и равномерный нагрев, а также гарантирует долгий срок эксплуатации конфорок.
Площадь конфорок - 0,18 кв.м.
Семипозиционные пакетные переключатели фирмы E.G.O позволяют
производить плавную регулировку мощности конфорок.
Конфорки образуют ровную поверхность, что обеспечивает удобное и легкое
перемещение наплитной посуды.
Внизу установлен- жарочный шкаф с двумя противнями GN 1/1 размером 530х325 мм., изготовленные из нержавеющей стали.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 58 из 146
Духовка имеет раздельную регулировку мощности верхнего и нижнего блоков
ТЭНов.
Рабочий диапазон температуры духовки 65-270 0С, установленный аварийный терморегулятор предохраняет шкаф от перегрева 300 0С.
Плита имеет регулируемые по высоте ножки.
Вес…………………………………………………
125 кг
Габариты ………………………………………550/895/860
Напряжение, В………………………………….. 400/230
Мощность……………………………………….. 8,8 кВт
Кол. Конфорок…………………………………………. 2шт.
Внутренние габариты……………………. 365х595х350 мм
Размеры противня
…………………………….530х325 мм
Размеры конфорок
……………………………300х300 мм
Потребляемая мощность конфорок ……………2,8 кВт х 2
Потребляемая мощность шкафа
………………..3,2 кВт
Время разогрева конфорок до макс. Температуры
25 мин.
Фритюрницы
Профессиональные фритюрницы предназначены для кулинарных блюд из
мяса или рыбы, картофель фри, изыски из птицы, а также чебуреки, пончики,
беляши и пирожки.
Модель для летних площадок отличается компактностью и представляет
собой устройство, в котором размещено одна или две жарочные ванны. В последние погружаются специальные корзины с продуктами.
В крупных ресторанах используются более сложные модели профессиональных фритюрниц. Они бывают конвейерного или непрерывного действия,
которые относятся к промышленному оборудованию и периодического, которые имеются на кухнях общепита.
Другая классификация фритюрниц делит их по способу установки на
напольные и настольные. Последние подходят для небольших кафе, баров для
фастфуда, напольные же фритюрницы устанавливают в тех ресторанах, где
большая часть предлагаемых блюд готовятся во фритюре.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 59 из 146
Рис. Электрофритюрница «Панда»
Особенностью обслуживания фритюрниц в заведениях общепита является
обязательная замена масла во фритюре через некоторое число циклов работы.
Главной причиной подобной процедуры становится появление признаков
внешних изменений масла, например:
- потемнение масла;
- изменение его консистенции, напоминающей сироп;
- появление нехарактерного запаха;
- бурное кипение при более низкой температуре нагрева.
Практикой доказано, что при одной заливке фритюра в жарочную ванну
количество циклов составляет обычно 8 – 10 раз.
Кроме вышеперечисленного необходимо позаботиться о правильном использовании масла в качестве фритюра. Нельзя наливать новую его порцию во
время работы аппарата, заменять его следует полностью и в остывшем состоянии фритюрницы. Не следует смешивать масла разных сортов, это в полной
мере относится к невозможности совместного использования оливкового и
подсолнечного масел из-за разных точек их кипения.
Любое оборудование в общепите требует профилактического планового
обслуживания, это же относится и ко всем фритюрницам.
Тема 06. Тепловое оборудование для обработки рыбы и других гидробионтов
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 60 из 146
Оборудование для варки, подогрева и бланшировки
Это оборудование используется при производстве рыбных и крабовых
консервов.
Основным аппаратом при этом, являются варочные котлы.
Эти котлы ничем практически не отличаются от котлов, используемых в
общественном питании и мясной промышленности.
Для варочных котлов характерны следующие конструктивные свойства:
 они выполнены с возможностью опрокидывания, для чего снабжены
станиной, на которой установлены две вертикальные стойки с цапфами;
 на одной из стоек установлен механизм опрокидывания, выполненный в виде червячной передачи жестко связанной с варочной емкостью;
 варочная емкость представляет собой цилиндрическую обечайку со
сферическим днищем и носиком для слива бульонов и заливок;
 варочная емкость снабжена паровой рубашкой;
 пар подводится через полую цапфу; отвод конденсата производится
через трубку соединенную с другой полой цапфой;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 61 из 146
Левая и правая цапфы
- опираются на подшипники скольжения, которые установлены в вертикальных стойках.
Червячное колесо механизма опрокидывания котла установлено на правой
цапфе.
При вращении маховика установленного на валу червяка происходит поворот емкости котла на угол 900.
В результате этого содержимое котла выливается. Котел закрывается легкосъемной крышкой.
В паровой рубашке котла устанавливаются:
- воздушный кран для выпуска воздуха из рубашки;
- а также приборы КИП и арматура;
К приборам КИП и арматуре относятся:
- воронка для наполнения паровой рубашки водой,
- манометр для контроля давления в рубашке;
- и двойной предохранительный клапан для сброса давления в рубашке.
Следующим видом оборудования являются шнековые варильники.
В этих аппаратах варят кусковое и предварительно измельченное сырье.
Аппарат представляет собой ванну с полуцилиндрическим днищем и плоской крышкой.
Внутри ванны вращается шнек. Шнек перемешивает и одновременно перемещает куски рыбы от места загрузки к месту выгрузки.
Ванну заполняют на 70 % по высоте горячей водой, которая подогревается
острым паром, выходящим из барботера.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 62 из 146
Добавление свежей воды и удаление бульона из ванны регулируют. За счет
регулировки концентрация сухих веществ в бульоне составляет 2,0…2,5 %.
Это особенно важно при производстве консервов для детского питания.
Весьма похожую конструкцию имеет термокоагулятор непрерывного
действия. Он предназначен для варки измельченного рыбного сырья.
Измельченное сырье температурой 10 0С подается насосом через патрубок
2 в корпус аппарата и перемещается шнеком в сторону выгрузки.
Пар давлением 0,25…0,6 МПа подаваемый в коллектор и распределяемый
по форсункам поступает непосредственно в продукт.
Конденсируясь, пар нагревает сырье до 60…90 0С в течение всего лишь
15…40 с. Причем нагрев происходит по всему объему сырья.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 63 из 146
Удельный расход пара мал. Он составляет 0,15 кг на 1 кг сырья. Одновременно осуществляется перемешивание.
Установка форсунок с определенной ориентацией отверстий для пара позволяет избежать попадания в них продукта и обеспечить его равномерный
нагрев.
Кроме того форсунки препятствуют вращению продукта вместе со шнеком. Производительность аппарата составляет 300 кг/ч
Трубчатый скребковый теплообменник с самоочищающейся поверхностью нагрева. Он используется для термообработки сырья при производстве
пюреобразных, гомогенизированных консервов для детского питания, кормовой муки и др.
В этих аппаратах продукт обрабатывается при температуре до 95 0С в течение 30…40 с.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 64 из 146
Аппарат состоит из цилиндрической камеры с паровой рубашкой.
Внутри камеры нагрева находится ротор со скребками (ножами). Скребки установлены подвижно на пальцах, приваренных к ротору.
Такая конструкция позволяет скребкам отклоняться в теплопередающей
поверхности при вращении ротора и снимать (счищать) с нее слой продукта
Скребки по конструкции бывают цельными и составными, металлическими и пластиковыми (фтропласт).
Продукт нагревается в кольцевом зазоре между ротором со скребками и
внутренней поверхностью камеры.
Теплота передается продукту от пара или горячей воды подаваемой в рубашку. Аппарат установлен вертикально и прикреплен к стене
Оборудование для вяления, сушки и копчения рыбы
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 65 из 146
Обезвоживание рыбы является одним из древнейших способов приготовления пищевых продуктов.
Этот способ
 прост, не требует сложного оборудования;
 дает вкусный, богатый белками питательный продукт, хорошо сохраняющийся длительное время.
Свежую рыбу перед вялением, сушкой и копчением подвергают в обязательном порядке посолу.
Связано это с тем, что раствор поверенной соли обладает
 высоким осмотическим давлением.
Даже 1,0 % раствор соли создает давление порядка 6,1 атм. В связи с этим
в солевом растворе
 вода с питающими веществами не может поступать в тело бактерий.
Поэтому
 в этих условиях будет происходить обратный процесс,
 бактерии будут терять влагу.
В результате содержимое бактерий уменьшается, и бактерии перестанут
разрушать продукт.
На вяление и сушку идет только жирная рыба следующих пород:
 вобла, шемая, рыбец, тарань, кефаль, муксун и некоторые другие;
 осетровые и лососевые породы рыбы идут на приготовление вяленых
балыков.
В процессе вяления происходят глубокие химические изменения белка и
жира:
 жир освобождается от клеток и пронизывает всю толщу рыбы;
 мясо рыбы становится полупрозрачным и приобретает особые вкусовые свойства.
Обычно вяленую рыбу вырабатывают на вешалах в естественных условиях:
 весной, с марта до конца мая; и осенью в сентябре.
Более позднее в осенне-зимний период наблюдается высокая относительная влажность воздуха, поэтому
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 66 из 146
 рыбу вялят в искусственных условиях – в специальных сушильных и
сушильно-коптильных камерах и установках.
В целом виде вялят мелкие виды рыбы, такие как:
 вобла, сорога, шемая, тарань, рыбец, а также некрупная кефаль.
Крупную рыбу вялят в разделанном виде. Виды разделки:
 зябренная рыба – с удаленными жабрами и внутренностями;
 потрошеная рыба – т.е. разделанная по брюшку;
 пласт; спинка; балычок; боковник (для сома).
Вешала для вяления рыбы, делают на открытом месте, на территории завода.
За счет этого обеспечивается хороший доступ солнца и воздуха для проветривания рыбы.
Для удобства вешала располагают отдельными секциями. Эти секции
называются салмаками. Между салмаками оставляют широкие проходы.
Салмак представляет собой деревянные столбы
 на которых на поперечные брусья параллельно устанавливаются шесты.
 Расстояние между шестами – 0,2 м; между столбами 2,5 – 3,0 м.
 В Каспийском районе вешала устраивают без навеса в один – три яруса.
 Высота каждого яруса около 2,0 м;
 Один салмак занимает площадь 15х24=360 м2.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 67 из 146
Атмосферные сушильные камеры туннельного типа для вяления и
сушки рыбы в осенне-зимний период выполняют из кирпича в виде:
 туннелей длиной 16 – 26 м,
 шириной по 1,7 ÷ 2,0 м.
В такие камеры рыбу загружают в вагонетках или клетях.
Теплый воздух с температурой 20 – 30 0С вентилятором нагнетается в камеру с одной из торцевых сторон.
Проходя через рыбу теплый воздух,
 увлажняется и теряет температуру.
Остывший, холодный воздух, становясь более тяжелым, уходит в вытяжную трубу у противоположной стороны камеры.
При наличии длинных туннелей происходит неравномерное обезвоживание рыбы по высоте вагонеток.
В нижних рядах вагонеток
 рыба подсыхает медленнее,
 в верхних рядах – быстрее.
Для устранения этого недостатка в последнее время стали применять сушильные камеры туннельного типа при единовременном размещении четырех
вагонеток.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 68 из 146
В такого рода сушилках интенсивная и равномерная подсушка рыбы достигается применением реверсивно-вертикального движения воздуха. Воздух
движется сверху вниз, снизу вверх.
Для обеспечения этого движения воздуха над и под вагонетками установлены полукруглые воздуховоды.
Коптильная камера туннельного типа. Она отличается от сушильной
камеры наличием подовых топок расположенных под туннелем.
Длина этой камеры такая же как и сушильной туннельной камеры, т.е. от
16 до 26 м. Сечение также 1,7х1,7 и 2х2 м.
Каждый коптильный туннель имеет не менее восьми подовых топок.
Загрузка опилок в топки осуществляется через коридоры, расположенные
в подвальном этаже и идущие в направлении перпендикулярном туннелям
Вытяжную трубу устанавливают в конце или середине туннеля. Рыбу загружают в камеры на вагонетках или клетях
Копчение рыбы производится дымом, полученным при неполном сгорании
древесного топлива – опилок и стружек.
Характеристики дыма для копчения рыбы и др. гидробионтов
Дым сообщает рыбе аромат, вкус и цвет. В процессе копчения дым одновременно:
 поглощает влагу и обезвоживает рыбу.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 69 из 146
В состав дыма помимо воздуха входят углекислота и окись углерода. Кроме того, в состав дыма входят продукты сухой перегонки дерева:
 различные углеводороды;
 спирты – метиловый и аллиловый;
 альдегиды – формальдегид и фурфурол;
 кислоты – уксусная, пропионовая, валериановая, муравьиная;
 метиловые эфиры;
 смолы, фенолы и некоторые др. компоненты.
Большая часть органических соединений, входящих в состав дыма обладает:
 бактерицидными свойствами.
Кроме того, они предохраняют жиры копченой рыбы от окисления.
Для копчения чаще всего используется:
 дуб, бук, ольха, осина, береза без коры.
Хвойные породы: ель, сосна, пихта и пр. содержат много смолы, портят
вкус рыбы, и применение их ограничено.
Опилки хвойных пород могут быть использованы
 после нескольких месяцев выдержки
 для выветривания ароматических веществ смолы.
Для придания рыбы особого аромата в топливо может добавляться:
 можжевельник, его ягоды и жгучую крапиву.
Способы копчения рыбы.
Различают два способа копчения:
 холодное копчение;
и горячее копчение.
При холодном копчении рыба, предварительно подсоленная, отмоченная и
подсушенная, выдерживается в коптильной камере при сравнительно низкой
температуре (25 – 40 0С).
При этой температуре не происходит тепловой денатурации белков. Процесс копчения длится от 1 до 5 суток.
В результате получается продукт весьма стойкий в хранении. В составе
продуктов холодного копчения содержится:
 влаги – 55 %, соли 8 – 10 %.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 70 из 146
При горячем копчении рыба выдерживается в камере
 при температуре 80 – 120 0С в течение 2 – 4 часов.
Поэтому рыба горячего копчения малостойкая при хранении, так как готовый продукт содержит больше влаги и меньше соли.
Для вяления и сушки в тоннеле океанической рыбы, таких как мойва, ерш,
камбала, серебристый хек, а также других гидробионтов (сырье водного происхождения) используется механизированный туннельный сушильный аппарат.
Сушильный аппарат имеет форму параллелепипеда, изготовлен из металла
и разделен подлине сплошной вертикальной стенкой на два самостоятельных
туннеля.
Через оба туннеля проходит подвесной механизированный путь (конвейер), скорость движения которого 0,047 м/с.
Процесс вяления производится круглосуточно и непрерывно. Остановки
производятся через заданный интервал времени:
 для выкатывания клетей (рам) с готовой продукцией;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 71 из 146
 для перекатывания клетей с полуфабрикатом из первого туннеля аппарата во второй и загрузки клетей рыбой-сырцом.
Внутри сушильного аппарата постоянно находятся 48 клетей – по 24 клети
в каждом туннеле.
Средняя скорость движения воздуха в туннеле составляет 4 м/с. Расход
воздуха 20 тыс. м3/час.
Рыбу-сырец раскладывают на сетки в один слой. Сетки задвигают в
направляющие клети.
Перед загрузкой в первый туннель сушильного аппарата клети с рыбой
выдерживают не менее 1 часа для стекания с рыбы поверхностной влаги.
Продолжительность вяления мойвы-сырца с массовой долей жира 8 % составляет для вяленой продукции до 48 часов, до провесной 24 ч. Производительность аппарата 2000 кг/сутки
Камерная сушильно-коптильная установка предназначена для сушки,
вяления и холодного копчения рыбных колбас и рыбы.
Установка представляет собой сборную металлическую конструкцию прямоугольной формы, к которой крепятся два вентиляционных блока.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 72 из 146
Полный цикл работы установки состоит из трех режимов:
1 - подсушки; 2 - вяления (копчения); 3 - подсушки.
Температура воздуха и дымовоздушной смеси в камере регулируют в диапазоне от 20…40 0С.
Четыре клети с разложенным на решетах или навешенным на шомполах
полуфабрикатом закатывают в камеру и закрывают створки.
Затем закатывают еще четыре клети и закрывают двери. Створки делят камеру на две заны. Масса полуфабриката, загруженного в одну клеть 250 кг, разовая загрузка 2000 кг.
Сушильный аппарат рыбомучных установок предназначен для сушки
рыбьего жома. Он состоит из цилиндрического корпуса диаметром 1043 мм и
длиной 3682 мм с обогреваемым паром рубашкой и полого, также обогреваемого паром ротора с полыми конусообразными дисками.
Ротор вращается с частотой 5,3 об/мин. Диски равномерно распределены
по длине ротора и вращаются вместе с ним.
На внешнем диаметре дисков закреплены наклонные лопатки. Эти лопатки
перемешивают жом в процессе сушки и одновременно перемещают его в выходу из аппарата
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 73 из 146
Перестановкой лопаток, снятием части из них, изменением направление
их наклона можно изменять режим сушки.
Таким образом, можно увеличивать или уменьшать продолжительность
нахождения жома в сушильном аппарате.
Внутри корпуса аппарата неподвижно закреплены специальные планкирыхлители. Они установлены между дисками. Они предназначены для улучшения разрыхления и перемешивания высушиваемого жома.
Высушиваемый жом разгружается через специальное окно с заслонкой.
При изменении положения заслонки меняется уровень жома в аппарате
Двухступенчатый сушильный барабанный аппарат применяют при
производстве рыбной муки для сушки рыбного жома.
Первая ступень (первый барабан) предназначена для предварительной
сушки, а вторая ступень для окончательной сушки жома.
Первая ступень представляет собой цилиндрический горизонтальный барабан диаметром 800 мм и длиной 5300 мм.
Внутри первого барабана расположен ротор с кронштейнами. На кронштейнах закреплены наклонные лопасти. Ротор вращается с частотой 21
об/мин
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 74 из 146
Жом на первой ступени сушилки подсушивается горячим воздухом,
нагреваемым паровым калорифером.
Вторая ступень сушилки также представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан диаметром 1440 мм и длиной 4800 мм. Второй барабан
имеет паровую рубашку.
Второй барабан расположен под барабаном первой ступени и связан с ним
общей рамой.
Внутри второго барабана расположен полый ротор с полыми дисками,
внутрь которых также подается пар.
Лекция 7. ОТХО. Термокамеры, котлы для плавки жира, бланширователи, шпарители
Универсальные термокамеры в пищевой промышленности.
Универсальные термические камерышироко используются в мясомолочной, рыбной и других отраслях пищевой промышленности.
Они предназначены для варки, обжарки, подсушки и копчения колбас,
колбасного сыра, рыбы и пр.
В промышленности используются термокамеры К7-ФТВ; РЗ-ФАТ-12,
Я5-ФГТ, К7-ФГУ, а также камеры производства стран дальнего и ближнего зарубежья.
Рис. 30. Термокамеры:
а—К7-ФТВ; б — РЗ-ФАТ-12; 1—камера; 2— клеть; 3 — вентилятор; 4— калорифер; 5—дымовод.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 75 из 146
В конструкциях всех этих термокамер много общего. Для примера рассмотрим конструкции камер наиболее широко представленных в промышленности.
ТермокамераК7-ФТВ (рис. 30, а) представляет собой тупиковую камеру.
В ней на монорельсе размещаются три клети (рамы) с обрабатываемым продуктом. Причем все три рамы закатываются и выкатываются из камеры через
одну и ту же дверь
Режимы обработки осуществляются последовательно после загрузки камеры. На крыше камеры размещен вентиляционно-нагревательный агрегат с
центробежным вентилятором и паровым калорифером.
В процессе копчения дым от дымогенераторавводится в вентиляционную
систему и в нижнюю часть камеры.
Мощность электропривода 8,82 кВт, расход пара 190 кг/ч, габариты камеры 4300Х1740 Х4010 мм, масса 4500 кг.
Автоматизированная термокамера РЗ-ФАТ-12 состоит из трех работающих независимо туннелей. В каждом туннеле вмещаются по три рамы-клети
(рис. 30, б).
Туннели имеют двустворчатые двери с обеих сторон, то есть камера является проходной. Клети (рамы) закатываются в туннель по монорельсу.
Вдоль боковых стенок расположены паровые калориферы, закрытые кожухом. Кожух образует регулируемую щель, направляющую поток в нижнюю
часть туннеля.
Туннель имеет ложный потолок с двумя размещенными в нем вентиляторами. Крыльчатки вентиляторов насажены непосредственно на вал двигателей.
Сами же двигатели вынесены на крышу камеры.
На крыше также размещен распределительный короб с тремя клапанами.
Эти клапаны предназначены для подачи в туннель воздуха, дыма и вывода использованной дымовоздушной смеси.
Все клапаны имеют дистанционное управление. Скорость движения потока внутри туннеля 1—2 м/с.
Подсушка, копчение и проварка производятся циклично и последовательно.
Имеется система автоматизированного контроля и регулирования температуры, влажности среды и давления пара.
Туннель может работать в автоматическом режиме по заданным времени
и температуре.
Мощность электродвигателей термокамеры……… 4,5 кВт,
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 76 из 146
расход пара………………………………………….. 450 кг/ч,
габариты камеры ………………………5100X5300X3610 мм,
масса …………………………………………………18 000 кг.
В настоящее время для оснащения предприятий малого и среднего бизнеса
выпускаются термокамеры небольшого объема и, соответственно, небольшой
производительности.
Как правило, они рассчитаны на загрузку одной рамы. Причем загрузка
камер предусмотрена не на монорельсе, а на напольных рамах, оснащенных колесиками. То есть эти рамы свободно перемещаются по полу цеха.
Котлы для плавки жира. В мясной, птицеперерабатывающей, комбикормовой
промышленностях
весьма широко используются вакуумгоризонтальные котлы для сухой выплавки пищевого и технического жира и
переработки измельченных конфискатов.
Корпуса таких котлов представляет собой сварной цилиндрический сосуд
с двойными стенками и сферическими днищами. Емкость таких котлов составляет от2,8 до 4,6 м3. Двойные стенки котла 1 образуют тепловую рубашку.
В средней верхней части котла расположен загрузочный люк 2.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 77 из 146
В передней части днища расположен загрузочный люк 4. Внутри котла установлена мешалка. Она состоит из шестигранного вала с 15 лопастями, расположенными по винтовой линии.
Привод 7 мешалки от электродвигателя через клиноременную передачу,
редуктор и муфту.
Котел присоединен к вакуумной линии, создающей вакуум в котле для
снижения температуры варки жиросодержащего сырья.
Шнековые жаровни масло-жировой промышленности. Они используются для удаления влаги из мятки.
Она состоит из двух частей: собственно жаровни 1 и темперирующего аппарата 4.
Основная нагрузка приходится на жаровню. Темперирующий аппарат доводит мезгу до требуемой кондиции.
Шнековая жаровня представляет собой горизонтально установленный барабан с двойными стенками образующими паровую рубашку 2.
По горизонтальной оси установлен вал 6, к которому прикреплена ленточная мешалка 5 специальной конструкции для перемещения и транспортирования мезги.
В верхней части барабана расположен шнековый питатель 3, предназначенный для загрузки сырья в барабан.
Питатель приводится во вращение от вала барабана. В питателе поступающее сырье увлажняется паром или водой.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 78 из 146
Вал жаровни приводится во вращение от индивидуального электродвигателя.
Темперирующий аппарат 4 снабжен также паровой рубашкой, создающей
дополнительную поверхность нагрева.
Транспортирующую функцию выполняет ленточная мешалка, вал которой
приводится во вращение от вала барабана.
Бланширователи,разварникии шпарители. Они применяются в консервной промышленности.
Бланшировку производят в горячей воде, растворе соли или кислоты, а
также в среде водяного пара.
Аппараты для бланшировки и шпарки делятся на непрерывные и периодические; атмосферные и вакуумные с барботером или нагревательной камерой.
Наибольшее распространение получили бланширователи непрерывного
действия, которые подразделяются на ленточные, барабанные и шнековые.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 79 из 146
Ленточные бланширователи, как водяные, так и паровые, используются
при бланшировке перца, зеленого горошка, капусты, кукурузы, картофеля и др.
продуктов.
Водяной бланширователь (рис 8.20) укомплектован ленточным транспортером 1. Транспортер помещен в ванну 2 с горячей водой.
К цепям ленты транспорта прикреплены планки для удержания продукта
при подъеме его в месте выгрузки. Холостая ветвь конвейера обычно движется
над ванной.
Внутри ванны между рабочей и холостой ветвями транспортера установлены четыре трубки барботера 3.
При выгрузке продукт охлаждается холодной водой, подаваемой из распыливающих устройств.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 80 из 146
При бланшировке продуктов в растворах солей или кислот вместо барботеров устанавливаются змеевики, в которые подается пар.
Помимо бланширователей в пищевой промышленности широко используются разваривателиили шпарителиовощей и фруктов.
Развариванию водяным паром продукт подвергают для размягчения его
ткани перед протиранием при изготовлении фруктового или овощного пюре,
повидла и детских консервов.
Закрытый развариватель (рис. 1) в конусной части 7 имеет ложное (дырчатое) днище 6. Пар давлением 0,2 МПа подводится через два штуцера 5 в пространство между корпусом аппарата и ложным днищем.
Пройдя через отверстия в днище, пар попадает в рабочую часть аппарата.
На вертикальном валу 4 укреплены лопастная мешалка 3 и шнек 2, перемешивающие обрабатываемый продукт.
Во время работы разваривателя через бункер 1 загружают до 2000 кг сырья. Задвижку плотно закрывают и через штуцер 5 подают пар при одновременном выпуске воздуха через кран до появления струи пара.
После этого кран закрывают и доводят давление пара до 0,2 МПа.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 81 из 146
Рис. 1. Закрытый развариватель
Когда в шпарителе достигнута нужная температура (105... 110 °С), включают мешалку 3 (частота вращения 40 мин-1).
Собственно шпарка продолжается 15.. .25 мин в зависимости от вида сырья, его зрелости и размеров, а также от вида изготовляемых консервов. По
окончании шпарки закрывают вентили, через которые поступает пар, открывают задвижку 8 и выгружают массу в протирочную машину.
Шнековый развариватель непрерывного действия применяют для разваривания косточковых (вишня, абрикосы) и семечковых (яблоки) плодов.
Достоинство разваривателя — непрерывность процесса, поэтому за сравнительно короткий отрезок времени (4...5 мин) плоды хорошо размягчаются.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 82 из 146
Однако при этом весь конденсат в аппарате смешивается с продуктом и разжижает его.
Шнековый развариватель состоит из одного или двух металлических
желобов, расположенных один над другим и закрытых сверху герметическими
крышками.
В каждый желоб помещен шнек с полым валом, в котором имеются отверстия диаметром 5 мм. Продукт, подлежащий развариванию, загружают в
бункер 1.
Далее вращающийся шнек 2 перемещает его к противоположному концу
желоба, откуда он по соединительному рукаву 3 попадает в нижний желоб и
перемещается к выгрузочному лотку. Пар в полые валы шнеков подается по паропроводу 5.
Шпаритель со шнеком диаметром 385 мм и шагом 335 мм при частоте
вращения шнека 1,44 мин-1 имеет производительность около 0,28 кг/с.
Мощность электродвигателя 3 кВт. Габаритные размеры шпарителя
2500x485x1630 мм.
Ленточный развариватель предназначен для обработки паром нарезанных овощей перед сушкой.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 83 из 146
Рис. 2. Ленточный развариватель
Наклонно установленная лента 2 (рис. 2) из проволочной сетки движется
внутри металлического корпуса 4.
Над лентой, в начале и конце ее, размещены душевые устройства 3 и 6
соответственно для ополаскивания продукта и охлаждения его после пропаривания. Между рабочей и холостой частями ленты расположены трубы 5, барботирующие пар.
В барботеры поступает пар давлением до 0,3 МПа. Шнек 1 подает продукт на ленту разваривателя. Продукт, перемещаясь вместе с лентой, сначала
ополаскивается, затем шпарится и после охлаждения выгружается.
Производительность аппарата зависит от скорости движения ленты, ширины и толщины слоя продукта.
Для картофеля, нарезанного столбиками, при ширине 1250 мм и толщине
слоя продукта 30 мм производительность разваривателя составляет 200 кг/ч.
Мощность электродвигателя 1 кВт.
Габаритные размеры 2950х 1500X х820 мм.
Масса аппарата 655 кг.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 84 из 146
Такое же устройство имеет шпаритель БКП-400 производительностью
0,112 кг/с.
Литература
1.Азаров Б.М. и др. Технологическое оборудование пищевых производств
2. Дикис М.Я., Мальский А.Н. Технологическое оборудование консервных заводов. Изд. «Пищевая промышленность» М. 1969. – 767 с.
3. Сурашов А. Оборудование предприятий пивобезалкогольного производства.
Учебное пособие – Астана: Изд. «Фолиант», 2010. – 280 с.
Лекция 8. Аппараты для гидротермической и тепловой обработки зерна и
крупяных культур.
Гидротермической обработкой или кондиционированием называется обработка зерна и зернопродуктов водой и теплом.
К аппаратам гидротермической обработки относятся
 подогреватели зерна,
 пропариватели крупяных культур,
 паровые сушилки ВС-10-49,
 аэровибрационные сушилки УСХ,
 паровые шнековые сушилки У2-БСО,
 установки для термообработки зернового сырья УТЗ-4 и пр.
В 80 годы в промышленности произошел переход на холодное кондиционирование, причем, как правило, двукратное увлажнение с промежуточным отволаживанием зерна.
Переход на холодное кондиционирование значительно упростил оборудование подготовительных отделений мельниц.
Особое место гидротермическая обработка занимает в технологии переработки крупяных культур. Невозможно получить качественную гречневую и
овсяную крупы без надлежащей гидротермической обработки. В настоящее
время большим спросом пользуются хлопья из разных круп и смеси из них
(мюсли).
Схема гидротермической обработки с использованием пропаривателя
непрерывного действия показана на рис 8.1.
На рис 8.2 показана принципиальная схема гидротермической обработки
при производстве хлопьев по технологии НПО «Аграсимомашбуд». Она отличается простотой и включает в себя небольшое количество оборудования.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 85 из 146
Данные схемы реализованы на базе пропаривателей непрерывного действия ПЗ, БПЗ, вертикальных калориферных сушилок типа ВС, аэровибрационных сушилок.
Для обработки зерна злаковых культур используются подогреватели; для
обработки крупяных культур - пропариватели.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 86 из 146
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 87 из 146
Подогреватель зерна пшеницы и ржи БПЗ
Предназначен для подогрева ржи и пшеницы, имеющих низкую температуру (до – 50С). Схема подогревателя представлена ниже.
Корпус подогревателя БПЗ представляет собой шахту 7, внутри которой
размещены трубы для пара 5 и отвода конденсата 6.
Зерно с низкой температурой (t1) поступает сверху аппарата в шахту.
Проходя между пучками труб зерно, нагревается до температуры (t2).
Нагретое зерно выпускается из шахты с помощью каретки 8. Каретка
движется возвратно-поступательно от привода 9.
Конденсат через сборный коллектор, систему трубопроводов и конденсатоотводчик 10 отводится из аппарата. Для контроля температуры пара, конденсата и давления пара используются термометры 4 и манометр 3. Для понижения давления поступающего пара служит редукционный клапан. Для регулирования количества поступающего пара служит вентиль 2. Наружные поверхности подогревателя теплоизолированы.
Изменение температуры зерна в подогревателе за один проход при производительности 1,1…1,7 кг/с может достигать 7…9 0С.
Устройство подогревателя представлено ниже.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 88 из 146
Подогреватель БПЗ является аппаратом шахтного типа, непрерывного
действия с паротрубной системой подогрева и автоматической системой блокировки выпуска зерна.
Подогреватель состоит из двух секций 2 и 12. Секции закрыты сверху
крышкой 1 с отверстиями для приема зерна. В каждую секцию установлены
трубы овального сечения. Внутри овальных труб установлены обычные круглые трубы немного меньшей длины.
Цилиндрические трубы одним концом соединены с камерой распределения пара, а другой конец открыт. Трубы овального сечения одним концом соединены с камерой конденсата, а с другого конца закрыты заглушками.
Камеры распределения пара и камеры конденсата выполнены в виде общих коллекторов 11 и 13. Камера распределения пара верхней секции связана с
паровой магистралью, а переходным патрубком с камерой распределения пара
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 89 из 146
нижней секции. Камеры конденсата соединены с конденсатоотводящей магистралью.
Секции установлены на станине 10. Внутри станины установлены: сборный бункер 8, выпускное устройство и выпускной патрубок 7.
Выпускное устройство состоит из передвижной каретки 6 и регулятора
производительности 9. Каретка приводится в возвратно-поступательно движение электродвигателем 3 через редуктор и кривошипно-шатунный механизм
5.
Регулятор производительности представляет собой раму, при помощи
которой изменяется расстояние между сборным бункером и кареткой.
Положение регулятора производительности устанавливают вручную с
помощью специального механизма. В подогревателе предусмотрена система
автоматической блокировки приема и выпуска зерна.
Пропариватель А9-БПБ для гидротермической обработки
зерна крупяных культур
Предназначен для гидротермической обработки зерна крупяных культур
(гречихи, проса, овса, пшеницы, риса).
На станине 10 установлен цилиндрический корпус 3, внутри которого
имеется трубчатый змеевик 2 для равномерного распределения пара и труба 6
для сброса давления .
Змеевик состоит из трех горизонтальных трубчатых колец с отверстиями
обращенными вниз. В центральной части установлена вертикальная труба с
парораспределяющими патрубками, направленными под углом вниз.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 90 из 146
1 – разгрузочный затвор; 2 – змеевик; 3 – корпус; 4 – загрузочный затвор; 5 –
клапан; 6 труба-колено; 7 – вентиль4 8 – манометр; 9 – пульт управления;
10 – станина.
На крышке аппарата установлен загрузочный затвор (загрузочное устройство) 4. К нижней части корпуса установлен разгрузочный затвор 1. Эти затворы снабжены самостоятельными приводами.
На паровой магистрали установлены манометр 8 и вентили 7 для подачи
пара и сброса давления. На крышке аппарата смонтирован предохранительный
пружинный клапан.
Зерно загружают в аппарат, пропаривают в течение 1…6 минут в зависимости от вида зерна и выгружают через разгрузочный затвор 1.
Производительность пропаривателя А9-БПБ по гречихе составляет до 4,0
тонн/час.
Для небольших предприятий используется пропариватель А9-БПБ-К.
Этот аппарат устроен также как и предыдущий, но отличается от него размерами корпуса и тем, что его форма является конической.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 91 из 146
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 92 из 146
Пропариватель непрерывного
действия ПЗ-1КБ объемом 0,9 куб.м
предназначен для пропаривания
зерна крупяных культур (овса, гречихи, гороха и т.п.).
Аппарат состоит из загрузочного и разгрузочного устройства,
цилиндрического корпуса с коническим днищем и сферической крышкой.
В качестве устройства загрузки используется шнековый питатель. Привод шнека осуществляется
мотор-редуктором.
Рис Пропариватель ПЗ-1КБ
В качестве устройства для разгрузки применяется самоуплотняющийся
шлюзовой затвор с мотор-редуктором.
Внутри корпуса расположен парораспределительный коллектор в виде
пирамиды, позволяющий равномерно распределять пар в зерновой массе.
Снаружи корпус снабжен арматурой подачи пара и сброса конденсата, а
также контрольными устройствами и предохранительным клапаном. На подаче
и отводе пара установлены ручные вентили.
Производительность аппарата ПЗ-1 составляет от 3.5 до 6,0 тонн/час, при
расходе пара 600…850 кг/час.
Паровая зерносушилка ВС-10-49 непрерывного действия
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 93 из 146
Она предназначена для сушки и поджаривания крупяных культур и готовой крупы. Корпус сушилки, представляет собой прямоугольную шахту. Шахта состоит из тепловых секций 2, установленных на основании 3. Количество
секций зависит от производительности сушилки и может быть от 8 до 14. В основании шахты установлен шнек для вывода зерна. В верхней части установлен
загрузочный короб 1.
Тепловые секции выполнены из двух поперечных боковых стенок, между
которыми установлено по девять труб диаметром 1ʺи 2ʺ.
Одна из боковых стенок имеет два канала. Один из них предназначен для
подачи греющего пара, а другой для отвода отработавшего пара и конденсата.
Трубы установлены попарно одна в другой в шахматном порядке. Трубы
диаметром 1ʺ (т.е. 25 мм) одним концом соединены с каналом подачи свежего
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 94 из 146
пара. Трубы диаметром 2ʺ (т.е. 50 мм) одним концом соединены с каналом отвода отработавшего пара (конденсата), другой их конец заглушен.
Для предотвращения подгорания зерна к каждой наружной трубе приварена отражательная пластина (козырек), согнутая в виде уголка.
Канал подачи свежего пара самой верхней тепловой секции соединен с
паровой магистралью. Канал отвода пара нижней секции соединен с магистралью отвода конденсата.
Секции связаны между собой рамами и по бокам имеют ограждения в виде жалюзи для обеспечения свободного доступа воздуха в сушилку.
Основание сушилки состоит из двух боковин соединенных между собой
поперечными стяжками. Внутри основания установлен шнек для вывода зерна.
Над ним расположено выпускное устройство. Оно состоит из лотка, задвижки с
рычагом и валика с лопастями.
Снаружи секции закрыты металлическими съемными стенками-щитами, в
которых имеются люки для засасывания в сушилку воздуха. В загрузочном коробе имеется отверстие для присоединения к вентилятору.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 95 из 146
Процесс сушки происходит следующим образом:
Зерно через загрузочный короб поступает в тепловые секции и под действием силы тяжести медленно движется вниз. При этом зерно нагревается и
одновременно подвергается сушке под влиянием воздуха поступающего в сушилку в поперечном направлении.
Воздух уносит влагу, удаляемую из зерна. Высушенный продукт поступает на лоток выпускного устройства.
Затем лопастями валика высушенное зерно сбрасывается в шнек. Шнек
выводит зерно из сушилки. Продолжительность пребывания зерна в сушилке
регулируется задвижкой.
Аэровибрационная сушилка УСХ
Эта сушилка предназначена для сушки хлопьев из разных крупяных
культур. Нагрев воздуха производится в паровых или электрических калориферах. Для подачи воздуха используются два вентилятора. Сушка производится
в псевдоожиженном слое за счет вибрации ситовой поверхности и потока горячего воздуха.
Корпус сушилки 7 установлен на четырех виброопорах 8 в виде витых
пружин установленных на станине 1. В средней части корпуса установлены
вибромоторы 10.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 96 из 146
В верхней части корпуса установлен конусообразный раструб 3. На вершине раструба имеется аспирационный патрубок 4. На стенках раструба установлены окна 5 для наблюдения за процессом перемещения и сушки зерна.
На стенках корпуса установлены люки 9 для доступа внутрь сушилки.
Приемный патрубок 6 с распределительным клапаном установлен на раструбе.
Выходной патрубок 2 расположен с противоположной стороны.
Внутри корпуса установлена ситовая рама, а с торца под приемным патрубком отверстие для подвода горячего воздуха. Угол наклона корпуса можно
изменять с помощью специального устройства 11.
Порядок работы сушилки:
Зерновые хлопья через входной патрубок поступают в питающее устройство с распределительным клапаном, и ровным слоем по всей ширине поверхности распределяется по ситовой раме.
Под действием вибраций и поступающего горячего воздуха слой продукта как бы «вскипает» и движется по ситовой поверхности к выходному патрубку.
Горячий воздух, нагнетаемый вентилятором с температурой 80…110 0С,
снизу пронизывает слой хлопьев. В результате влажность хлопьев снижается на
3…5 %.
Аспирационная камера сушилки, представляющая собой внутренний объем раструба, разделена перегородкой на две части. В верхней части камеры
установлены две задвижки для распределения объемов расхода воздуха.
В выводном патрубке для устранения подсосов установлен клапан. Изменяя угол наклона сушилки можно изменять ее производительность.
Вместе с отработанным воздухом уносятся наиболее легкие частицы продукта. Вследствие этого отработанный воздух необходимо чистить его в фильтрах или центробежных очистителях.
Паровая шнековая сушилка У2-БСО
Она предназначена для сушки отходов в линиях подготовки зерна к помолу. Она может использоваться для сушки отрубей и других сыпучих продуктов.
Сушилка состоит из горизонтально установленного трубчатого корпуса,
состоящего из двух труб, внутри которых установлены шнековые валы.
Снаружи трубчатых корпусов установлены паровые рубашки. Сами же
трубы соединены между собой переходником. В верхней трубе расположены
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 97 из 146
патрубки для подачи продукт 5 и аспирации 4. В нижней трубе – патрубок для
выхода продукта.
На шнековых валах 7 установлены съемно-поворотные лопасти. Для
снижения потерь тепла трубчатые корпуса снаружи покрыты слоем теплоизоляции.
Привод состоит из электродвигателя 1 и бесступенчатого вариатора скорости 3, установленного на плите 2. Передача вращения от нижнего вала к
верхнему, осуществляется через цепную передачу.
Сушилка обеспечивает влажность продукта на выходе 14 %, при поступлении влажного материала на входе в 60%.
Установка для термообработки зернового сырья УТЗ-4
Установка УТЗ-4 предназначена для термообработки злаковых и крупяных культур. Она состоит из ленточного транспортера 2 с лентой из жаропрочного материала.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 98 из 146
Привод транспортера осуществляется от мотор-редуктора 3, установленного на раме (станине) 8. Горизонтальность станины регулируется винтовыми
опорами 9.
Для подачи продукта в верхней части станины установлен бункер 1.
Пульт управления 6 установлен на стойке станины.
Над лентой установлена рабочая нагревательная камера с инфракрасными
лампами. Скорость ленты, время нахождения продукта под нагревательным
блоком и толщина слоя зерна на ленте плавно регулируется.
В процессе нахождения зерна в установке оно нагревается до 120…160
С. Влага, равномерно распределенная по объему зерновки, начинает по капиллярам и порам двигаться к центру зерновки.
Так как плотность потока ИК-излучения выбирается достаточно большой,
капиллярные соединения оболочки быстро и влага, перемещенная вначале
процесса в центр зерновки, не имеет выхода наружу.
При повышении температуры происходит ее испарение. Давление водяных паров резко увеличивается, что приводит как бы к «взрыву» зерновки изнутри. Уменьшается прочность зерна, что способствует снижению энергозатрат
при его дальнейшей обработке.
С транспортерной ленты продукт подается в лоток выхода продукта и далее на увлажнение и плющение. Производительность установки составляет
250…300 кг/час.
0
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 99 из 146
Тема 09. Сушилки в пищевой промышленности
Во многих отраслях пищевой промышленности используется сушильное
оборудование.
Одними из самых традиционных сушилок являются камерныеили
шкафные сушилки, которые используются почти во всех отраслях пищевой
промышленности.
Эти сушилки могут быть использованы для самых разнообразных продуктов (от мясных и молочных продуктов до овощей, плодов и фруктов).
Они относятся к конвективным сушилкам периодического действия. Как
правило, они предназначены для сушки небольших партий продукта.
В конструктивном плане такие сушилки представляют собой шкаф или камеру. Внутри шкафа или камеры установлены перфорированные полки или
направляющие, на которых размещаются поддоны или решета с продуктом.
Сушильные шкафы загружаются снаружи (вручную), а в камерные сушилки большого объема можно входить, и в эти камеры продукт ввозят в большинстве случаев на тележках.
Шкафы и камеры оснащаются оборудованием для очистки от механической пыли и нагрева воздуха,а также подачи его внутрь шкафа или камеры.
Кроме того, сушилки оснащаются также оборудованием для очистки отработавшего воздуха после удаления его из аппарата.
Сушильные шкафы и камерные сушилки в целом недостаточно эффективны и постепенно теряют свое значение.
Удельная производительность шкафных и камерных сушилок от 150 грамм
до 1,5 кг испаренной влаги на 1 м2 поверхности решеток в час. Она колеблется
в таком широком диапазоне в зависимости от вида продукта, его исходной
влажности, температурных режимов процесса сушки
На рис. показана схема сушильного шкафа. Здесь продукт подвергается
воздействию параллельных потоков воздуха одинакового состояния. Поэтому
все частицы продукта находятся в одинаковых условиях сушки.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 100 из 146
Однако и здесь при неравномерной загрузке решеток, или неравномерной
начальной влажности материала, вследствие различной проницаемости продукта образуются гнезда различной влажности.
Для устранения этого требуется обеспечить перемешивание продукта. В
противном случае увеличивается длительность процесса сушки с пересушкой
отдельных партий продукта.
Барабанные сушилки также весьма широко представлены в различных
отраслях промышленности. Они относятся к конвективным сушилкам непрерывного действия.
Они универсальны, пригодны для сушки сыпучих и несыпучих продуктов
(крахмал, кукуруза, сахарный песок, свкловичный
жом и т.д.)
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 101 из 146
Эти сушилки могут иметь различные размеры:
 (диаметр барабана от 0,3 до 5 м; а длина составляет от 3 до 5…6
диаметров).
Установленный на роликах барабан совершает приблизительно от 1,0 до
15 оборотов в минуту. Такое число оборотов является гораздо меньше критических оборотов, при которых, как известно, сила тяжести становится равной
центробежной силе.
Так как сушильный агент – горячий воздух нагревает не только продукт,
но и детали барабана (например, лопасти) в процессе сушки продукт подвергается конвекции, кондукции и излучению.
Поэтому коэффициент теплопередачи необходимо соотносить не с 1 м2, а с
1 м3 объема барабана.
Сушильный агент чаще всего нагревают перед барабаном и один раз пропускают через продукт. Наиболее распространен в пищевой промышленности
режим прямотока.
Прямоток содействует транспортировке продукта вдоль длины барабана.
Это движение обеспечивается наклоном барабана в сторону разгрузки.
Для кашеобразных, клейких и склонных к спеканию продуктов или продуктов в виде крупных кусков хорошо подходят простые подъемные лопасти
(полки).
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 102 из 146
Туннельные, или канальные проточные сушилки. Представляют собой
сушилки непрерывного действия с почти исключительно конвективной теплопередачей.
Они работают, как правило, при атмосферном давлении. Они широко применяются для сушки ломких пищевых продуктов.
В принципе конструкция канальной сушилки является усовершенствованным вариантом камерной сушилки периодического действия.
Они используют те же поддоны (лотки или решетки) и пригодны для сушки тех же продуктов, но более производительны.
В качестве типичного примера можно назвать проточную туннельную сушилку с тележками.
В этой сушилке решетки (лотки) с продуктом помещены на рельсовых тележках, поступающих двумя рядами в канал.
Воздух подается обычно прямотоком или противотоком. Причем воздух
может подаваться как в режиме рециркуляции, так и без нее.
В более длинных канальных сушилках воздух циркулирует по зонам и
омывает влажный продукт перпендикулярно его движению.
В настоящее время одним из перспективных направлений в области сушки
пищевых продуктов является сушка пищевых в псевдоожиженном слое.
Псевдоожижениемназывают такое состояние двухфазной системы «твердые частицы – газ (жидкость)», которое характеризуется перемещением твердых частиц относительно друг друга за счет подвода энергии от какого-либо
источника.
Система, возникающая под действием ожижающего агента, получила
название псевдоожиженного, или кипящего слоя, так как этому слою присущи
многие свойства капельной жидкости.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 103 из 146
Псевдоожиженный слой образуется при восходящем движении ожижающего агента (воздуха) через слой зернистого материала со скоростью, позволяющей поддерживать слой материала во взвешенном состоянии.
Процессы в псевдоожиженном слое получили широкое распространение во
многих отраслях промышленности. В псевдоожиженном слое проводятся процессы смешивания, транспортировки, классификации сыпучих материалов,
теплообмена, сушки, адсорбции и другие.
Это объясняется следующими его достоинствами:
– происходит интенсивное перемешивание твердой фазы, приводящее к
выравниванию температур и концентраций в рабочем объеме аппарата, что исключает локальный перегрев твердых частиц, препятствующий оптимальному
проведению процесса и влияющий на качество продукции;
– текучесть псевдоожиженного слоя позволяет создавать аппараты непрерывного действия с непрерывным вводом и отводом отработанной твердой фазы;
– происходят резкое увеличение площади поверхности тепло- и массопередачи и снижение диффузионных сопротивлений в псевдоожиженном слое за
счет использования частиц малого диаметра с большой удельной поверхностью, что позволяет увеличить производительность аппаратов при проведении
ряда сорбционных, тепловых и других процессов;
– коэффициенты теплоотдачи и эффективная теплопроводность от псевдоожиженного слоя к поверхностям нагрева достаточно высоки, что позволяет
интенсифицировать теплообменные процессы и уменьшить рабочие объемы
теплообменных аппаратов;
– в аппаратах с псевдоожиженным слоем гидравлическое сопротивление
невелико и не зависит от скорости ожижающего агента в пределах существования псевдоожиженного слоя;
– диапазон свойств твердых частиц и ожижающих агентов (газы, пары, капельные жидкости) достаточно широк и включает в том числе пастообразные
материалы и суспензии;
– аппараты для проведения процесса довольно просты, легко механизируются и автоматизируются.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 104 из 146
Рис.1. Бункерный сушильный агрегат с кипящим слоем для гранулированного
материала: 1-бункер; 2 - пористое дно тележки; 3 - ходовая тележка; 4 - нагревательный элемент; 5 - термостат; 6 - фильтр для очистки; 7 - термозонд; 8 клапан; 9 - вентилятор; 10 - фильтр для циркулирующего теплоносителя; 11 ворошитель
При сушке небольших партий сыпучего материала можно использовать
бункерную сушилку с кипящим слоем (рис.1). Бункер вмещает от 30 до 80 л и
установлен на ходовой тележке.
Теплоноситель (воздух) поступает через дырчатое дно, через слой материала в бункере к фильтру, где очищается от пыли, проходит через вентилятор
и выбрасывается в атмосферу.
Через фильтр и нагревательный элемент свежий воздух поступает к материалу.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 105 из 146
Рис.4. Одноступенчатая сушилка непрерывного действия с кипящим слоем:
1 - подача материала; 2 - расширяющаяся камера для отвода теплоносителя;
3 - кипящий слой; 4 - выход материала; 5 - входная решетка; 6 - камера сгорания; 7 - горелка; 8 - поступление холодного воздуха для обеспечения горения; 9 - поступление добавочного воздуха
Одноступенчатая сушилка непрерывного действия с псевдоожиженным
текущим слоем (рис.4) пригодна для материалов, для которых необязательна
равномерная сушка.
Материал через отверстие попадает в цилиндрическую сушильную камеру, псевдоожижается с помощью смеси топочного газа с воздухом и уходит из
сушилки через выходное отверстие.
Подобные сушилки могут иметь диаметр до 5 м, работать при температуре до 700°С с производительностью до 400 т влажного материала в час.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 106 из 146
В ФРГ предложен двухстадийный процесс сушки в кипящем слое в сушилке, состоящей из двух сообщающихся камер с индивидуальными газопроводами (рис. 9).
Первая камера 2 с газопроницаемым дном 3 и газоподводом 7 не имеет
перегородок и отделена от второй камеры 5 высокой разделительной перегородкой 4.
Вторая камера 5 с газопроницаемым дном 6 и газоподводом 8 разделена
перегородками 9, установленными в шахматном порядке, поднимающимися от
основания камеры и придающими потоку материала волнообразный характер.
Высота перегородок 9 меньше высоты разделительной перегородки 4.
[13, 14]
Рис. 9. Двухкамерная сушилка с индивидуальным газопроводом:
1 - подача влажного материала; 2, 5 - камеры; 3,6 - газопроницаемые днища; 4, 9- разделительные перегородки; 7, 8 - газоподводы; 10 - выход готового продукта
Сушка материала осуществляется следующим образом. Продукт поступает в камеру 2, где его влагосодержание уменьшается лишь до значения, которое
требуется, чтобы предотвратить агломерацию.
Основная сушка происходит в камере 5 в условиях, обеспечивающих
равномерное движение материала в одном направлении, которое можно сравнить с движением под действием поршня.
Чтобы помешать возврату потока, основания камер 2 и 5 могут быть расположены ступенчато относительно друг друга с понижением в направлении
движения материала
Например, многосекционная сушилка для чая [15] с понижением уровня решетки от секции к секции.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 107 из 146
В этой сушилке достигаются режим, близкий к режиму идеального вытеснения,
и температура, гарантирующая высокое качество готового продукта.
Аналогичным образом работает горизонтально секционированная сушилка фирмы «Nara» (Япония) (рис. 10).
В отличие от предыдущей конструкции у нее имеется общийгазоподвод
ко всем секциям и секции разделены перегородками одинаковой высоты.
Рис. 10. Горизонтальная секционированная сушилка фирмы Nara: 1 - подача влажного продукта; 2 - подача теплоносителя; 3 - выход готового продукта; 4 - циклон; 5 - отвод теплоносителя
Для сушки растворов и суспензий предложены непрерывно-действующие
распылительные сушилки с псевдоожиженным слоем (рис. 11). Распыление
жидкости осуществляется в слои из уже высушенного материала, где частицы
продукта покрываются тонкой
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 108 из 146
Рис. 11. Три конструктивные формы сушилок с кипящим слоем и распылом
исходного продукта в слой: а - английская разработка; б - голландская; в швейцарская; 1 - ввод влажного материала; 2 - форсунка; 3 - псевдоожиженный слой; 4 - выход материала; 5 - ввод теплоносителя; 6 - выход отработанного теплоносителя; 7 - фильтр; 8 - перемешивающее устройство; 9 - камера
досушки
пленкой жидкости, которая быстро сохнет в течение основного периода (при
постоянной скорости).
Одновременно многие частицы агломерируются. Для того чтобы такая сушилка работала непрерывно при одних и тех же условиях, она кроме жидкости
должна постоянно обеспечиваться сухим материалом одного и того же гранулометрического состава.
Этого можно достичь, если часть продукта размельчить, отсортировать и
по потребности возвратить в сушилку. Если гранулы материала не слишком
тверды, размельчение происходит непосредственно в процессе сушки.
Для этого сушилку оборудуют соответствующим основанием для набегающего потока, а скорость теплоносителя и высота слоя в сушилке должны быть
такими, чтобы частицы взаимно перетирались.
Твердые же частицы могут размельчаться вращающимся перемешивающим устройством (активатором) внутри сушилки или традиционно в дробильном устройстве.
Из многих жидкостей в распылительных сушилках с псевдоожиженным
слоем можно получить по желанию продукты с величиной гранул от 0,5 до 5
мм [16].
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 109 из 146
Лекция 10. Оборудование для варки растительного сырья в спиртовой промышленности и пивоварении.
Варка продуктов в технологических процессах нашла широкое применение.
Так при производстве спирта одним из значимых процессов является разваривание зерна и картофеля, В пивоварении варят охмеленное пивное сусло.
Разварники крахмалосодержащего сырья.Разваркасырья на спиртовых заводах осуществляется периодическим и непрерывным способами.
Периодическоеразваривание применяют при переработке цельного зернокартофельного сырья и грубодробленого зерна пленчатых культур
Однако, в связи с периодичностью работы разварника снижается степень использования вторичного пара.
Кроме того, около 20 % рабочего времени затрачивается на вспомогательные
операции (загрузку, выгрузку и т.д.), к тому же процесс невозможно автоматизировать.
Непрерывноеразваривание более эффективно (расход пара на 15…20% ниже, а
выход выше). Этот способ легко поддается автоматизации, улучшаются условия труда. Все это предопределило широкое применение непрерывного способа
разваривания на спиртовых заводах.
Из непрерывных схем разваривания наиболее распространены в настоящее
время схемы с колонными аппаратами и схемы с трубчатым разварником.
Первая схема предусматривает тепловую обработку сырья при более низкой
температуре и давлении до 0,6 МПа.
Вторая схема – температура гораздо выше, давление же достигает до 1,0 МПа.
На рис. приведена схема установки с колонными аппаратами.
Дробленое сырье поступает в смеситель-предразварник 1. Корпус смесителяпредразварника представляет собой продолговатую закрытую емкость, обечайку.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 110 из 146
Внутри корпус смесителя-предразварникаразделен перегородкой на два отсека.
Через оба отсека проходит общий вал мешалок. Привод мешалок находится
снаружи аппарата.
В первом отсеке происходит смешивание крахмалосодержащего материала с
водой при температуре 40…450С.
Во втором отсеке – подогрев смеси вторичным паром до 60…70 0С и перемешивание шнековым смесителем, с одновременной транспортировкой к выходу.
Частота вращения вала 30…40 об/мин, длительность пребывания продукта в
смесителе-предразварнике 15…20 мин.
Из предразварника смесь перекачивается плунжерным насосом через контактную головку 2.
Здесь смесь мгновенно подогревается до 138…140 0С за счет смешивания с
острым паром, поступающим из котельной. Контактная головка представляет
собой теплообменник смешения.
Из контактной головки крахмалосодержащая смесь подается в варочную колонну 3 первой ступени. Разваривание здесь целесообразно вести без подачи
пара.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 111 из 146
Затем смесь перетекает в колонны второй ступени, и из последней колонны
выдувается в паросепаратор.
Колонн второй ступени может быть от 2 до 4. Перемещение продукта из одной колонны в другую происходит под влиянием разности его уровней при
одинаковом давлении в паровом пространстве.
Общая длительность разваривания 45…55 мин. Пар из паросепаратора и
циркуляционный пар из колонн используется на подваривание смеси (замеса)
в предразварнике.
Один из элементов установки – варочная колонна первой ступени. Она изготовлена из листовой стали толщиной 10…12 мм. Рабочее давление в колонне
0,5 МПа.
Внутри варочной колонны первой ступени установлены:
 трубчатая вставка 4 с воронкой 3 в верхней части
 и парораспределительное устройство со щелевыми отверстиями 7 в
нижней части.
Для повышения прочности в нижней части обечайки корпуса 5 и в конусе 9
установлены предохранительные гильзы.
Работа колонны первой ступени происходит так:
Смесь через штуцер 1 подается на распределительную воронку 3. Здесь масса
смеси переливается через края воронки и стекает по кольцевому пространству, образованному корпусом 10 и трубчатой вставкой 4. Далее смесь вытекает из аппарата через штуцер 8.
Уровень массы смеси в колонне контролируется посредством поплавкового
устройства 2.
Пар подводится через штуцер 6 и парораспределительноеуствойство.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 112 из 146
Рис. Колонна первой ступени для разваривания крахмалосодержащего сырья.
Варочные колонны второй степени выполнены в виде вертикальных цилиндров, имеющих коническое днище и овальной формы крышку.
Объем одной колонны 1…3 м3, диаметр 500…800 мм в зависимости от производительности. Верхние крышки и нижние днища съемные. В днищах устанавливаются сменные гильзы.
Оборудование для затирания дробленого солода
в пивоварении
К основному оборудованию для приготовления пивного сусла относятся заторный котел, фильтрационный и сусловарочный аппараты, которые наряду с
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 113 из 146
вспомогательным оборудованием (насосами) соединяются трубопроводами в
единую технологическую систему, называемую варочной установкой.
Затором называют смешивание дробленыхзернопродуктов в определенной
пропорции с теплой водой и последующее контролируемое нагревание полученной смеси.
Котел ВКЗ (рис. 48) предназначен для затирания дробленого солода и осахаривания затора. Для обогрева затора он снабжен паровой рубашкой.
Традиционные заторные аппараты ВКЗ (котлы) представляют собой сосуд с
цилиндрическим корпусом 10, сферическим днищем, эллиптической крышкой,
оснащенной вытяжной трубой.
На днище, а иногда дополнительно и на нижней части цилиндрического корпуса расположена паровая рубашка для нагревания и кипячения заторной массы.
Греющий пар подводят по кольцевому коллектору к верхней части рубашки, а
из нижней отводят конденсат.
Неконденсирующиеся газы, попавшие в рубашку вместе с паром, периодически стравливают в атмосферу, через вентиль, расположенный в наивысшей точке паровой рубашки.
Тягу в вытяжной трубе 3 регулируют заслонкой 1. В нижней части вытяжной
трубы расположен кольцевой желоб 2, в который стекает конденсат, образующийся на внутренней поверхности вытяжной трубы.
Из желоба конденсат отводят наружу по специальной трубке.
Для интенсификации теплообмена и обеспечения равномерного распределения
концентраций и температур заторный аппарат снабжен чаще всего якорной 18,
или пропеллерной либо рамной мешалкой для перемешивания заторной массы.
Мешалка заторного аппарата работает только во время нагрева; во время технологических пауз ее останавливают.
Перемешивание затора позволяет достичь равномерного нагревания всей заторной массы, не допуская образования комков в начале затирания и перегрева
отдельных частей затора во время перекачек кипящей массы (отварки) из заторного котла.
Частота вращения пропеллерной мешалки не должна превышать 45 об/мин,
иначе нарушается равномерное перемешивание заторной массы.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 114 из 146
В некоторых конструкциях заторных котлов внутри размещают подвижную
стяжную трубу 24. Эта труба шарнирно закреплена у её основания на внутренней стенке заторного аппарата.
К верхней части стяжной трубы прикреплен поплавок, с помощью которого
срез трубы постоянно поддерживается несколько ниже уровня жидкости вне
зависимости от количества среды в аппарате.
Ввиду того что при размешивании затора уровень массы поднимается примерно на 40%, общая емкость чана должна составлять 50—70 гл на 1 т зерноприпасов.
Для сокращения потерь дробленого солода на распыление перед затиранием
солод смачивают водой в предзаторнике.
Предзаторник6представляет собой цилиндрический сосуд, укрепленный на
крышке заторного чана и соединенный трубой с бункером для дробленого солода.
Рядом с предзаторником установлен смеситель 9 холодной и горячей воды, подаваемой в предзаторник. Температура воды определяется с помощью термометра 8
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 115 из 146
Для регулирования подачи дробленого солода на трубе имеется задвижка.
Внутри цилиндра расположена широкая медная труба с небольшими отверстиями для распыленияводы в предзаторнике. Эти отверстия должны быть очень
мелкими.
Расположение отверстий должно обеспечивать максимальное перекрещивание
струек воды, бьющих из отверстия с большой силой.
Солод проходит внутри трубы и пронизывается тонкими струйками воды, которая подается в кольцевое пространство между цилиндром и медной трубой.
Для лучшего перемешивания и замедленного движения солода на медной трубе
в нескольких местах имеются прогибы. Для чистки предзаторника на боковой
его поверхности расположена заслонка.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 116 из 146
Для отбора жидкой части котлы оборудованы стяжной трубой — декантатором.
Открытый конец трубы прикреплен к поплавку и всегда находится на поверхности жидкой части, другой связан с отводящим трубопроводом.
На крышке котла расположен смотровой люк с раздвижными дверцами. Для
обогрева заторной массы сбоку в днище подведен трубопровод пара; внизу
днища находится отверстие со штуцером для отвода конденсата.
В нижней части днища имеется выпускной штуцер для отвода всей заторной
массы на фильтрование или порции затора на отварку.Густая часть затора полностью спускается через нижнее отверстие дна, закрываемое вентилем. Заторная масса подается в котел по трубопроводу, изогнутому вверху через борт.
Сусловарочный котел для кипячения, охмеления и упаривания пивного сусла
Отфильтрованное после заторного котла сусло подвергают кипячению с добавлением хмеля для его химической и микробиологической стабилизации и
придания ему специфических органолептических свойств.
Хмель придает суслу приятную хмелевую горечь и характерный аромат
Помимо этого хмель способствует осаждению белка в сусле, улучшает цвет пива и оказывает бактерицидное действие на него
Продолжительность кипячения в зависимости от применяемых технологий и
оборудования составляет обычно от 35 мин до 2 часов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 117 из 146
Сусловарочный котел (рис. 6.68) предназначен для кипячения, охмеления и
упаривания пивного сусла.
В нем имеется разгрузочное устройство для выпуска сусла из котла и якорная
или пропеллерная мешалка для перемешивания сусла.
Сусловарочный котел устроен так же, как и заторный котел, но объем и поверхность обогрева его больше. Объем котла определяется из расчета 70 дал на
каждые 100 кг солода. Котел обогревается паром через паровую рубашку.
Снаружи котел необходимо теплоизолировать.
Сусло можно варить в котлах под давлением, при этом достигается хорошая
коагуляция белков, повышается биологическая стойкость пива, сокращается
расход пара.
Применяемый для этой цели сусловарочный котел в отличие от обычных имеет
герметическую крышку с люком и оборудован предохранительным клапаном
25. Сусловарочный котел представляет собой стальной сварной цилиндрический корпус 9 со сферическим днищем и крышкой 4.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 118 из 146
На днище расположена паровая рубашка 22, в которой предусмотрены штуцеры для подвода пара, отвода воздуха и конденсата.
Помимо паровой рубашки нагрев сусла в аппарате осуществляется с помощью
перколятора – кожухотрубного теплообменника –нагревателя 13 размещенного
внутри аппарата.
В нижней части аппарат снабжен разгрузочным устройством 21 для слива сусла
из аппарата.
Управляет этим устройством с помощью маховичка 10, смонтированного на
стойке 11 находящейся на площадке 1ё2 и маховичка 13, закрепленного на оси
16.
Поворот любого из маховичков осуществляется посредством конической передачи 15.
Якорная мешалка 23 приводится в движение от электродвигателя 18 и червячного редуктора 19, смонтированных на фундаменте 17
Внутри аппарата по его периметру закреплен на крышке трубчатый ороситель
8. Он предназначен для гашения водой пены, образующейся на поверхности
кипящего сусла и ополаскивании аппарата по окончании процесса.
Вытяжная труба 2 сферической крышки 4 снабжена герметической заслонкой 1
с воздушным клапаном для регулирования тяги при удалении вторичного пара.
С помощью кольцевого сборника 3 и трубки 30 удаляется образующийся в вытяжной трубе конденсат вторичного пара.
К крышке приварены патрубки для подачи сусла, поступающего на кипячения
и воды к оросителю.
Для измерения количества сусла сусловарочный котел снабжен измерительной
рейкой, которая сделана не на всю высоту котла, а только для верхней цилиндрической части его.Указатель уровня сусла, находится в трубке 7.
На сферической крышке расположены два раздвижных люка 20. Они предназначены для обслуживания аппарата
Для освещения его внутри имеется рефлектор 5 с электролампой низкого
напряжения.
Температуру сусла контролируют дистанционным термометром сопротивления
29 типа ТС-100.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 119 из 146
Эксплуатация сусловарочных и заторных котлов с паровой рубашкой разрешается только с ведома Инспекции котлонадзора.
Лекция 11. Оборудования для замораживания пищевых продуктов
Замораживание пищевых продуктов применяется в следующих случаях:
 с целью обеспечения продолжительного хранения и сохранения в максимальной степени питательной ценности;
 с целью получения специфических пищевых продуктов (мороженого, замороженных кремов и т.д.);
 замораживание как подготовкапродуктов к сублимационной сушке;
 замораживание жидких продуктов с целью их концентрации, т.е. осуществление криоконцентрации фруктовых и овощных соков, виноградного и пивного сусла, уксуса, вина, кофе, получение питьевой воды из морской воды и
т.д.
 замораживание воды с целью получения льда, используемого для различных
технологических целей, например добавка льда в мясной фарш при куттеровании.
Замораживание пищевых продуктов в воздушной среде – наиболее старый и наиболее распространенный метод. Холодный воздух является естественной охлаждающей средой.
При этом довольно плохие теплофизические свойства воздуха компенсируются высокими рабочими скоростями.
Кроме того, проведение процесса замораживания можно интенсифицировать путем создания псевдоожиженного «кипящего» взвешенного слоя.
Процесс замораживания пищевых продуктов россыпью в среде псевдоожиженного слоя называется флюидизацией.
В настоящее время замораживание в псевдоожиженном слое является одним из самых перспективных промышленных методов замораживания пищевых
продуктов россыпью.
«Кипящий», взвешенный слой образуется при определенной скорости
воздуха и давлении восходящего холодного воздушного потока. Эти скорости и
давление подбирается опытным путем.
Флюидизационные аппараты условно делятся на две группы:
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 120 из 146
 аппараты, работающие полностью на принципе псевдоожижения (флюидизации, где воздушный поток пронизывает целиком слой продукта, а также
играет роль воздушной подушки для передвижения продукта по камере;
 аппараты , в которых частично используется принцип псевдоожиения, продукт пронизывается воздушным потоком и перемещается с помощью транспортера.
Флюидизационные аппараты применяется для замораживания влажных мелкоштучных продуктов, продуктов с нежной консистенцией и продуктов, которые могут слипнуться при замерзании, таких как:
 ягоды; кусочки фруктов и овощей, например, горох и пр.; мелкие креветки;
рыба и др.
Иными словами, флюидизационные скороморозильные аппараты применяются
для тех продуктов, которые должны быть подвергнуты индивидуальной быстрой заморозке.
Высокая эффективность аппаратов, обусловлена, прежде всего, коэффициентом
теплоотдачи материала от 75 до 186 Вт/м2К.
На рис. 8.22 показана конструкция флюидизационного аппарата АЗФ-1 (Болгария). Он предназначен для замораживания различных овощей и фруктов россыпью
Это позволяет использовать аппарат круглый год. Причем в зимний период
можно использовать его для производства полуфабриката жареного картофеля.
При необходимости аппарат можно применять и для замораживания упакованной продукции уложенной на стеллажные тележки в секции 2 аппарата.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 121 из 146
Характерной особенностью аппарата АЗФ-1 является то, сто флюидизационная
камера 1 выполнена из трех перфорированных решеток, расположенных одна
над другой
В зависимости от размеров замораживаемые продукты проходят только через
верхнюю решетку или через все три решетки.
Движение по всем трем решеткам осуществляется путем открытия двухпозиционного клапана 9, расположенного в конце верхней и средней решеткок
Скорость движения продукта по длине решетки регулируется наклоном клапанов жалюзийных блоков 6, расположенных под решетками.
Перед тем как попасть во флюидизационную камеру 1, продукты охлаждаются
на питающем ленточном транспортере 8.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 122 из 146
В начальной части верхней решетки при помощи вентилятора 7 создается
большая скорость воздушного потока.
Воздухонапорная система аппарата ФЗФ-1 выполнена из шести вентиляторов 3,
расположенных под воздухоохладителями 4.
Воздухоохладители 4 изготовлены из оребренных труб с шагом ребра, убывающим по направлению движения воздуха
Очистка воздухоотделителей от инея осуществляется горячим паром и орошением водой при помощи устройства 5.
Средняя производительность аппарата 1 т/час, температура воздуха в нем от –
27 до – 35 0С.
Продолжительность замораживания можно регулировать от 3 до 30 мин при
помощи жалюзийного блока 6.
Подобные флюидизационные аппараты выпускают многие промышленно развитые страны. В СНГ российскаякомпании ФЕАМ занимается проектированием и выпуском профессионального холодильного оборудования.
Это компания выпускает довольно эффективные, и максимально производительные флюидизационные аппараты.
Наибольшее распространение они получили на предприятиях пищевой промышленности, а также в сетях общественного питания.
Эти аппараты дают возможность замораживания продукта с максимальным сохранением его качеств.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 123 из 146
Рис. Флюидидизационный аппарат ФЕАМ
Оборудование отличается компактными размерами и позволяет довольно быстро автоматизировать его работу.
Предназначенные для замораживания мелкоштучных продуктов, флюидизационный аппарат обеспечивают значительную потерю массы продукта из-за процессов испарения.
Флюидизационный аппарат обеспечивают непрерывное движение каждой частицы продукта во взвешенном состоянии. Это достигается посредством подачи охлажденного воздуха через специальные змеевики испарителя и через слой
продукта.
Скорость движения частиц принимается такой, чтобы они поднимались и могли
удерживаться во взвешенном состоянии. Чтобы получить флюидизационный
слой, выбирают продукты небольших размеров, имеющие сферическую форму
или форму, приближенную к ней.
Рис. Блок воздухоохладителей аппаратов ФЕАМ
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 124 из 146
В морозильном аппарате продукт располагается и транспортируется исключительно в потоке воздуха в лотке со специальным перфорированным дном или
на сетчатой ленте конвейера.
Транспортировка замораживаемого продукта в лотке обеспечивается благодаря
вибрации или наклону лотка. За счет того что продукт находится во взвешенном состоянии, продукт в слое распределяется максимально равномерно, а также исключается слипание и смерзание его частиц.
Это справедливо даже для продуктов, которые поступают в аппарат во влажном
состоянии. Благодаря такой технологии обработки теплопередача с поверхности продукта становится максимальной.
Что касается продолжительности замораживания различных видов продуктов,
то она определяется моделью флюидизационного блока холодильного оборудования, а также скоростью подачи продукта и воздуха. Принимается во внимание толщина и объем слоя, ограниченный по высоте.
Некоторые модели флюидизационного оборудования позволяют осуществлять
во флюидизационном слое лишь подмораживание поверхностного слоя продукта, а его окончательное замораживание происходит при перемещении продукта
на другой лентеустройства в режиме воздушного замораживания.
Лекция 12 Аппараты для нагревания продуктов в консервной промышленности
Жидкие и полужидкие продукты (такие как: дробленые томаты, томатную пасту, фруктовый сок) в консервной промышленности подогревают в поверхностных теплообменных аппаратах.
Подогрев таких продуктов необходим:
 для облегчения отделения кожицы с томатов,
 прекращения жизнедеятельности микроорганизмов передрасфасовкой в тару,
 коагуляции белковых веществ,
 и в ряде случаев для интенсификации последующего технологического процесса.
Факторы влияющие на интенсивность теплообмена
Количество тепла, переданного от теплоносителя к продукту через 1 м2 площади за 1 с, или интенсивность теплообмена зависит для данного продукта
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 125 из 146
 от разности температур теплоносителя и продукта
 и термических сопротивлений теплопередаче
Однако разность температур можно увеличивать до определенного предела.
Экспериментально установлено, что нагары образуются, если температура поверхности стенки выше 105 0С. Поэтому в ряде случаев температура теплоносителя не превышает 100 0С, т.е. вместо пара предпочтительно использовать
горячую воду
Наибольшими термическими сопротивлениями при подогреве пищевых продуктов являются:
 сопротивления от стенки к продукту (1/α2);
 и термическое сопротивление пригара (δ2/λ2).
Чтобы уменьшить эти самые большие термические сопротивления в подогревателях необходимо:
 увеличить скорости движения продукта, прибегнуть к перемешиванию,
приять меры предотвращающие образование пригара.
Двутельные (двустенные) опрокидывающие котлы консервной промышленности состоят из двух полостей:
 открытой (закрываемой съемной крышкой).в которой помещают продукт,
подвергающийся нагреванию;
 закрытой герметически, являющейся паровой теплообменной рубашкой (камерой).
Поверхностью нагрева является та часть паровой камеры, которая соприкасается с продуктом.
Наружная поверхность котла не участвует в полезном теплообмене. Однако
она имеет высокую температуру.
Поэтому для уменьшения потерь тепла в окружающую среду наружную поверхность котла следует покрывать изоляционным материалом.
Подвод пара в паровую камеру (рубашку) и отвод из нее конденсата в опрокидывающихся котлах, а иногда и в стационарных производят через полые
цапфы, на которых укреплена емкость.
Цапфы соединены с паропроводами при помощи сальниковых уплотнений. Для
отвода конденсата внутри паровой камеры (рубашки) установлена изогнутая
трубка.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 126 из 146
Один конец ее соединен с опорным патрубком, а другой находится в самой
низкой части паровой рубашки.
В нижней части паровой камеры имеется продувочный краник для отвода скопляющегося воздуха и остатков конденсата.
Во избежание разбрызгивания продукта при кипении на емкости установлен
козырек.
Такие котлы рассчитаны на давление пара 0,3….0,5 МПа.
При сферической форме днища пленка конденсата неравномерна по высоте
котла. В нижней части толщина ее бывает максимальной.
Скорость пара в паровой камере из-за большого ее сечения невелика.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 127 из 146
Значительная толщина пленки конденсата и малая скорость пара приводит к
сравнительно низкой интенсивности теплообмена
Коэффициенты теплопередачи в двустенном котле емкостью 350 л при подогреве без перемешивания:
 для бульонов 700…800 Вт /м2К. При перемешивании коэффициент теплопередачи увеличивается на 50%.
Двустенные котлы как тепловые аппараты имеют следующие недостатки:
1.При толщине стенки до 10 мм давление пара в котле не может быть более
0,3…0,6 МПа в зависимости от диаметра котла.
2. Интенсивность теплообмена на поверхности нагрева неравномерна:
 наибольшая интенсивность в верхней части котла
 и крайне низкая – в нижней части (днище), где толщина пленки конденсата
максимальна.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 128 из 146
Однако, несмотря на эти недостатки, подобные котлы весьма широко используются в различных отраслях пищевой промышленности, в чем нетрудно убедится сравнив рисунки этих котлов.
Например, при производстве пивобезалкогольных напитков такие же по конструкции котлы используются для варки сиропов. В мясной, рыбоперерабатывающей промышленности – для варки мяса и рыбы и т.д.
Подогреватель ВНИИКОП-2 может быть использован в качестве подогревателя, вакуум-аппарата, сборника и смесителя.
Устанавливают его в линиях для производства томат-пюре и томат-пасты, детских консервов, томатных соусов, джема и повидла.
Сборник-подогреватель в нижней части имеет двустенную паровую рубашку
(камеру) 2. В верхней части – цилиндрический корпус с конусной крышкой.
Внутри подогревателя помещена якорная мешалка 3. На крышке установлен
привод, состоящий из электродвигателя и редуктора.
Сборник–подогреватель снабжен штуцерами для подвода пара 5 и вывода конденсата.
Кромке того, на аппарате имеются штуцера для загрузки сырья 6 и выгрузки
продукта 7, ловушка 8, осветитель, штуцеры для удаления паров (или создания
вакуума), для сжатого воздуха, мановакуумметр, термометр и предохранительный клапан.
Рабочий объем аппарата или объем продукта, при котором поверхность нагрева
им полностью покрыта, составляет 750 – 1000 л
В паровую рубашку подводится пар давлением до 0,4 МПа.
Подогреватель КПЖ для дробленой томатной массы имеет следующие конструктивные особенности.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 129 из 146
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 130 из 146
Подогреватель КПЖ имеет рабочую камеру в виде горизонтального цилиндра 1
расположенного в стальном кожухе 2, диаметр которого на 200 мм больше
диаметра цилиндра.
Пространство между цилиндром и кожухом является паровой камерой аппарата
КПЖ.
Цилиндр 1 и кожух 2 с торцов соединены и закрыты крышками 3. Через крышки проходит полый трубчатый вал 4.
К валу прикреплен спиральный змеевик 5 из нержавеющей стали. Змеевик
предназначен для перемешивания дробленой томатной массы и одновременно
является частью поверхности нагрева.
Вал со змеевиком делает 67 об/мин.
Поверхность нагрева равна 5,9 м2 Она образована
 из цилиндрической внутренней поверхности паровой камеры составляющей
порядка 60%;
 поверхности спирального змеевика – около 26 %%
 и полого вала, составляющего 14 % от общей поверхности.
Дробленая томатная масса непрерывно и равномерно подается насосом в аппарат через штуцер.
Масса медленно проходит (со скоростью 0,01 м/с) через внутренний цилиндр 1,
перемешиваясь и перемещаясь по всей длине аппарата.
Нагревшись до 70 – 80 0С масса выходит через разгрузочный штуцер.
Греющий пар с давление 0,13 – 0,14 МПа подводится к полому трубчатому валу
с одного его конца, проходит через вал и спиральный змеевик.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 131 из 146
Затем через другой конец полого вала пар поступает в паровую рубашку аппарата КПЖ.
Скопившийся конденсат из рубашки удаляется конденсатоотводчиком.
Часовая производительность аппарата 7000 кг/час дробленой томатной массы.
Для уменьшения образования пригара на поверхности нагрева необходимо
поддерживать постоянное давление в паровой камере 0,13…0,14 МПа и не допускать остановок в работе насоса, подающего дробленую томатную массу.
Аппарат снабжен приборами для определения температуры массы при выходе и
для автоматического регулирования давления пара, а также манометром и
предохранительным клапаном.
Трубчатый вакуум-подогреватель КПТ-2. Он предназначен для нагревания
дробленых помидоров и различных фруктовых и овощных соков.
КПТ-2 представляет собой трубчатый горизонтальный многоходовой теплообменник. Он имеет 12 последовательно соединенных труб 1 из нержавеющей
стали диаметром 50 мм и длиной 2925 мм.
Трубы заключены в стальной кожух 2 выполненный в виде горизонтального
цилиндра.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 132 из 146
С торцевых сторон установлены крышки. Задняя крышка 3 имеет шесть впадин
при помощи которых попарно соединяются близлежащие две трубки.
Передняя крышка 4 имеет пять впадин и два патрубка. Нижний патрубок 5
служит для входа продукта, а верхний 6 для выхода продукта из нагревательных трубок.
Магистральный греющий пар из котельной давлением 0,2 МПа редуцируется в
вакуум-редукционном клапане 7 до давления 80…90 кН/м2, что соответствует
температуре 93…96 0С.
После этого пар поступает в межтрубное пространство в верхней части кожуха
8.
Конденсат отводится из парового межтрубного пространствачерез конденсатоотводчик с закрытым поплавком в вакуум-сборник.
Из вакуум-сборника конденсат и скопившийся воздух удаляется водяным эжектором, создающим и некоторое разряжение и в вакуум-сборнике.
Вода в эжектор подается центробежным насосом 10 из бака 11. Продукт дробленые томаты центробежным насосом последовательно проходит через все
трубки подогревателя КПТ-2, нагреваясь до 80…90 0С.
Производительность теплообменника 1800 л/ч, поверхность нагрева 4 м 2. Скорость движения продукта по трубам 2,8…3,5 м/с
Коэффициент теплопередачи при подогреве сока 900…1200 Вт/м2К
Двухтрубный подогреватель. Он применяется для нагревания фруктового и
томатного пюреисоков.Двухтрубный подогреватель состоит из 8-12 секций.
В каждой секции имеется медная или из нержавеющей стали труба диаметром
32-70 мм и длиной 2.0 – 2,5 м. Эта труба помещена в стальной трубе диаметром 60 – 100 мм.
Таким образом, двухтрубный подогреватель является теплообменником типа
«труба в трубе».
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 133 из 146
Концы внутренних труб каждой секции соединены между собой патрубками,
согнутыми под углом 1800.
Уплотнение достигается прокладками. Масса подается насосом в аппарат через
отверстие 1, а выходит через отверстие 2.
Греющий пар давлением до 0,3 МПа поступает через патрубок 3 в кольцевое
пространство и движется в нем справа налево.
В конце первой секции установлен вертикальный патрубок 4, соединяющий
межтрубные пространства двух секций. Из нижней секции конденсат выходит
через патрубок 5. Для устойчивости и прочности конструкции установлены
опорные прокладки 6.
В начале пуска пара воздух из кольцевого межтрубного парового пространства
выпускается через продувной краник 7.
Благодаря небольшому сечению трубы в подогревателях такого типа масса может перемещаться с большой скоростью. Это в значительной степени предотвращает образование пригара.
Коэффициент теплопередачи при подогреве фруктового пюре достигает 570
Вт/м2К.Теплообменники типа «труба в трубе» применяют в консервной промышленности также и для охлаждения продукта. В этом случае в кольцевое
пространство подводится холодная вода либо рассол.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 134 из 146
Лекция 13. Основы теории процесса центробежного разделения
Одним из наиболее важных параметров при расчете сепараторов является расчетный диаметр жирового шарика (d), выделившегося из молока и содержание
жира (ж) в обезжиренном молоке.
Точной зависимости между ними не установлено, поэтому при расчетах
можно ориентироваться на экспериментальные данные (Бремер, Лукьянов,
Аболмасов) либо использовать для аналитического расчета эмпирическую
формулу В.Д Суркова. По Суркову, содержание жира в обрате:
ж = 0,04 (d - 0,5)
или диаметр шарика
d = (ж / 0,04) + 0,5
, %
, мкм
(1)
Наиболее совершенные современные жидкостные сепараторы обеспечивают содержание жира в обрате от 0,04 до 0,02 %. Минимальный же диаметр
жирового шарика выделяемого из молока примерно составляет 1,0 – 2,0 мкм.
Комплекс величин, характеризующих жидкую систему (суспензию или
эмульсию) и ее способность отстаиваться в гравитационном или центробежном
поле, называют в теории процесса сепарирования разделяемостью жидкой системы.
 = (1 - 2 ) d 2 / 18 
,c
(2)
d - диаметр расчетного шарика, м, ( 1 мкм = 1·10-6 м);
(1 - 2) - разность плотностей фаз, кг/м3;
 - динамическая вязкость среды, Па·с.
При расчете процесса большое значение приобретает так называемый средний логарифмический радиус от оси вращения, на котором факторы, характеризующие процесс сепарирования, имеют среднее значение.
Rср = (Rб - Rм) / ln Rб / Rм
,м
(3)
Rб , Rм- больший и меньший радиусы тарелки, м.
Зная средний логарифмический радиус, можно определить другие параметры процесса, первым из которых является скорость выделения сливок. Скорость перемещения частиц, или скорость всплытия жировых шариков, составляющих легкую фазу, либо скорость выделения сливок можно определить по
так называемой формуле Стокса:
 = 2 Rср d2 (1- 2) / 18
- угловая скорость барабана, рад/с, (=2 n)
,м/с
(4)
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 135 из 146
n - частота вращения барабана сепаратора, об/с
2 Rср - ускорение центробежного поля, м/с2;
d - диаметр жирового шарика, м;
(1- 2) - разность плотностей тяжелой и легкой фаз, кг/м3;
 - динамическая вязкость продукта, Па*с;
 - скорость выделения жировых шариков из молока, м/с.
Скорость движения жировых шариков между тарелками складываются из
двух скоростей:
- скорости всплывания , и - скорости потока vп.
Скорость потока уменьшается по мере удаления от оси вращения барабана,
так как увеличивается сечение потока.
Скорость всплывания  при удалении от оси вращения возрастает, так
как увеличивается радиус вращения, вместе с тем увеличивается и центростремительное ускорение.
Вследствие этого направление скорости движения жирового шарика изменяется в сторону оси вращения. В результате жировые частицы в межтарелочном пространстве перемещаются от нижней поверхности одной тарелки к верхней поверхности другой. Скорость потока определяется:
vп = М д о / z 2 Rср h
,м/с
(5)
М д.о - действительная производительность сепаратора, м3/с;
z - количество тарелок;
2 Rср - длина окружности кольцевой щели , м
h - расстояние между тарелками, м
Движение молока в межтарелочных пространствах должно быть спокойным
(ламинарным). При повышенном биении барабана, неровных поверхностях тарелок ламинарный режим потока нарушается. Кроме того, изменяется процесс
всплытия жировых шариков. Мелкие шарики не выделяются и попадают в
обезжиренное молоко (обрат).
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 136 из 146
Характер течения жидкости в межтарелочном пространстве определяется
по критерию Рейнольдса
Re = vп. dэкв./ =vп.2h/
Один из значимых показателей в теории сепарирования является фактор
разделения.
Фактор разделения или центробежный критерий Фруда есть отношение
центробежного ускорения к ускорению свободного падения.
Он показывает степень интенсивности процесса разделения происходящего
в барабане сепаратора.
Fr = 2 R / g
(9)
Другой важный параметр - разделяющий фактор. Это есть совокупность
конструктивно-механических параметров сепаратора:
F= 2  2 z (R3б -R3м) tg  / 3 Мд.о
(10)
М д.о. - объемная действительная производительность, м3/с;
- остальные обозначения раскрыты выше
Объемная теоретическая производительность сепараторов может быть
определена по формуле Н.Я. Лукьянова выведенной на основании первой стадии движения жирового шарика в зааоре между тарелками:
М т о = 2 2z g (R3б- Rм3) d2 (1 - 2) / 54  ,м3/с
Здесь, и далее в последующих формулах:
 - угловая скорость барабана сепаратора, рад /с;
z- количество тарелок, шт;
(11)
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 137 из 146
- угол наклона тарелки, 500 - 550 ( g500 = 1,192: g550 =1,428)
(Rб- Rм) - разность между большим и меньшим радиусами тарелки, м;
d - диаметр жирового шарика, м; (1,0 - 1,5 мкм, т.е. 1.0 - 1,5 * 10-6м)
(1 - 2) - разность плотностей фаз, кг/м3 ;
- динамическая вязкость среды, Па*с .
Либо, если провести некоторые математические преобразования, а именно,
2 / 54 = 0,116; то теоретическую производительность сепаратора можно определить по формуле проф. Г.И. Бремера:
М т о = 0,116 2z g (R3б- Rм3) d2 (1 - 2) /  , м3/с
(12)
Однако, расчет по этим зависимостям несколько неудобен тем, что размерность производительности весьма мала. Поэтому для расчета можно использовать иные формулы, полученные в результате преобразования предыдущих.
Так, весьма широко в технической и научной литературе (Липатов, Волчков, Лукьянов) встречается формулы:
М т о = 16540 n2 z g (R3б- Rм3) d2 (1 - 2) /  , м3 / час
(13)
М т о = 16,54 n2 z g (R3б- Rм3) d2 (1 - 2) /  , л / час
(14)
Эти формулы отличаются от предыдущих постоянными коэффициентами,
которые получены следующим образом:
- если учесть, что
= 2n, где n- число оборотов барабана в секунду, с-1;
и что 1 час = 3600 с,
в формуле (3) можно провести следующую замену
3600·2·(2)2 / 54 = 3600·6,28·4·3,1412 / 54 = 16540
Таким путем получен коэффициент формулы (13);
Поскольку, в 1 м3 содержится примерно 1000 л молока, разделив полученный постоянный коэффициент на 1000, получим коэффициент формулы (14)
16540 /1000 = 16,54
Однако, вопрос о производительности сепаратора рассматривался многими
исследователям. В результате в научно-технической литературе встречаются и
другие зависимости для расчета этого параметра.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 138 из 146
Все эти зависимости весьма похожи друг на друга, но имеют отличия, в основном, в виде постоянных коэффициентов и размерностей параметров, входящих в эти формулы.
Поэтому, чтобы внести ясность в происхождение тех или иных зависимостей, продолжим их анализ.
Так Н.Я. Лукьянов (Теория и расчет молочных сепараторов М. Пищевая
промышленность, 1977. ) предлагает следующую зависимость для расчета теоретической производительности сепаратора:
М т о = 48 ·106 n2 z g (
3
б-
3
м )
d2 ,
м3 / час
(15)
Эта зависимость отличается наличием:
- , - температуры молока в градусах Цельсия;
- и постоянным коэффициентом 48·106.
Происхождение этих параметров следующее:
- Лукьянов экспериментально установил, что
(1 - 2) / = 2900
- Если в формуле (5) умножить
16540·2900 = 47966000 = 48·106
Аболмасов Г.Ф. и др. в «Примеры и задачи по курсу технологическое оборудование молочной промышленности» М., Машиностроение,1966 приводят
следующую формулу
М т о = 121·104 2z g (R3б- Rм3) d2
м3 / час
(16)
Эта зависимость получена из формулы Бремера (4), с учетом экспериментальной поправки проф. Лукьянова:
0,116·3600·2900 = 1211040 = 121· 104
Однако, круг известных зависимостей для нахождения теоретической производительности сепаратора этим не ограничивается. Мы рассмотрели лишь
формулы выведенные из, так называемой первой стадии движения жирового
шарика в межтарелочном пространстве сепаратора сливкоразделителя, причем
не все, а только те из них где размерности всех параметров включенных в
формулу соответствует в основном системе СИ ,( -рад/с, -Па*с , -кг/м3, -м,
-м, ) или широко используются в расчетной практике ( -об/с, 0С) .
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 139 из 146
Лекция 14. Общая характеристика теплообменников молочной
промышленности
В молочной промышленности используются следующие виды тепловой
обработки молока:
- охлаждение (до температуры хранения 4-5 0С);
- нагревание (до оптимальной температуры сепарирования - примерно
30-40 0С);
- пастеризация (т.е. нагрев до 63 – 90 0С с последующей выдержкой при
этой температуре);
- стерилизация (т.е. нагрев до 110 – 140 0С без выдержки).
Основная цель тепловой обработки молока – обезвредить продукт в микробиологическом отношении и в сочетании с охлаждением предохранить его от
порчи в процессе хранения.
 Главными из этих видов тепловой обработки молока являются пастеризация (П) и стерилизация (С).
Нагревание до оптимальной температуры сепарирования в настоящее время
проводится как промежуточная операция при осуществлении (П) или (С).
Охлаждение же является конечной целью любого вида тепловой обработки,
т.е. после (П) или (С) молоко в обязательном порядке подвергается охлаждению.
Основой для техники и технологии обработки молока при температурах
ниже кипения послужили работы французского ученого Пастера.
По режимам (П) делится:
- на длительную (П), т.е. нагрев до 63 - 650 С при выдержке 30 минут;
- кратковременную (П), т.е. нагрев до 74 - 780 С при выдержке 20 секунд;
- моментальную (П), т.е. нагрев до 85 - 870 С без выдержки;
При проведении (П) не происходит полного уничтожения микрофлоры молока:
 вегетативные (болезнетворные) микроорганизмы погибают полностью,
 а термофильные погибают частично,
 часть же из них лишь инактивируются, т.е. теряют способность к размножению.
При стерилизации погибают все виды микроорганизмов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 140 из 146
Классификация аппаратов
для охлаждения, нагрева и пастеризации молока
I.
По производственному назначению.
1. Охладители. 2. Нагреватели.3. Регенераторы.
4. Аппараты комплексной тепловой обработки молока (Пастеризационноохладительные и стерилизационно-охладительные установки).
II.
По структуре рабочего цикла.
1. Периодически действующие аппараты.
2. Непрерывно действующие аппараты.
III. По виду тепло и хладоагента.
1. Обогреваемые горячей водой.
2. Обогреваемые паром.
3. Охлаждаемые холодной водой.
4. Охлаждаемые рассолом.
По взаимному направлению движения жидкостей обменивающихся теплом.
1. Противоточные. 2. Прямоточные. 3. Перекрестно-поточные.
4.Смешанного тока.
IV.
V.
По конструкции теплопередающей поверхности.
1. Рубашечные емкостные (ванны и т.п.) и рубашечные с мешалками.
2. Змеевиковые.
3. Пластинчатые.
4. Трубчатые.
5. Оросительные – (устаревшие).
VI. По количеству рабочих органов или секций
1. Одноцилиндровые.2 . Двухцилиндровые. 3. Многосекционные.
Лекция 15. Основные требования к теплообменникам молочной промышленности. Особенности пластинчатых и трубчатых теплообменников
Ко всем без исключения теплообменникам можно отнести следующие основные требования:
- Разделяющие поверхности должны быть герметичными.
- Теплоизоляция должна предохранять наружные поверхности от нагрева
выше 30 – 35 0С и охлаждения ниже 10 – 15 0С.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 141 из 146
- Теплообменники должны быть снабжены приборами контроля и автоматического регулирования температур продукта, теплоносителя и
охлаждающей среды.
Основные конструктивные особенности пластинчатых
теплообменников.
В настоящее время основу
 охладителей, нагревателей,
 пастеризаторов или аппаратов комплексной тепловой обработки молока, сливок, смесей мороженого
 составляют пластинчатые теплообменники.
Они получили широкое распространение в промышленности.
- Достоинством их является универсальность.
- В одном аппарате можно выполнять весь комплекс тепловой обработки
и даже раздельно подвергать тепловой обработке два и более разных
продукта.
- Пластинчатый аппарат в случае необходимости может быть легко перекомпонован с целью изменения теплового режима.
Достоинствами пластинчатых аппаратов являются:
 большая производительность при сравнительно небольших габаритах,
 отсутствие движущихся деталей, непрерывность потока продукта,
 небольшой температурный перепад (3-4 0С) между теплоносителем и
продуктом
 и, вследствие этого, сравнительно незначительный пригар на пластинах
 и, одно из главных достоинств, возможность легкой регенерации тепла.
Следует также отметить, что для пластинчатых аппаратов характерны небольшие скорости потока, что:
- позволяет, с одной стороны, использовать их для тепловой обработки
сравнительно вязких молочных продуктов;
- а с другой стороны вызывает необходимость искусственной турбулизации потока с помощью рифлей на пластинах.
Но наряду с достоинствами им свойственны и недостатки, а именно, большое количество резиновых прокладок.
В результате:
- в аппарате возможны относительно невысокие давления, поскольку в
противном случае возникает вероятность утечек продукта;
- возможен износ этих прокладок;
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 142 из 146
- возникают определенные ограничения по термоустойчивости прокладок, поскольку температура в аппарате не может быть более 140 0С.
Конструктивные особенности трубчатых
теплообменников.
Трубчатые теплообменники занимают второе место по значимости в молочной промышленности. Как правило, они используются для (П) молока и
сливок.
Эти теплообменники отличаются
 простотой конструкции
 и минимальным количеством резиновых прокладок, что исключает
возможность протечек молока.
Для них характерны высокие скорости движения потока (до 3,0 м/с), что
позволяет получить высокий уровень турбулентности, а, следовательно, и
большие значения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи.
Однако, им характерен и ряд недостатков:
- так они более габаритны по сравнению с пластинчатыми аппаратами
одинаковой производительности;
- у них, как правило, отсутствует регенерация тепла, что заставляет использовать их там, где не требуется охлаждать продукт, например при
пастеризации высокожирных сливок;
- для чистки и мойки труб необходима свободная площадь около аппарата, поскольку мойка проводится при помощи ерша;
- нагрев молока осуществляется в толстом слое, что способствует интенсивному образованию пригара в трубах.
Наиболее распространенным является
 двухцилиндровый трубчатый пастеризатор.
Он состоит из двух одинаковых горизонтальных цилиндров, установленных
один над другим.
В цилиндрах имеются две трубные решетки, в которых установлены трубки. Все трубки соединены между собой так, что молоко последовательно перетекает
 из первой трубки во вторую, затем в третью и т.д.
В передней решетке первая трубка установлена в круглое отверстие.
Сливки текут по этой трубке
 от передней решетки к задней.
В задней же решетке эта трубка соединяется со второй трубкой эллиптическим отверстием-пазом.
Поэтому сливки во второй трубке
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 143 из 146
 текут в обратную сторону, т.е. от задней решетки к передней решетке.
Здесь вторая трубка соединена с третьей таким же эллиптическим отверстием-пазом,
 поэтому направление потока сливок вновь меняется, т.е. они текут от
передней к задней решетке.
Таким образом, сливки каждый раз меняя направление течения, последовательно протекают по всем 24 трубкам нижнего цилиндра, а затем и верхнего
цилиндра.
В межтрубное же пространство цилиндра подается пар или горячая вода.
Рекомендуемая литература.
1. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. «Технологическое оборудование
молочной промышленности». М. «Легкая и пищевая промышленность», 1983. –
431с.
2. Аболмасов Г.И. «Примеры и задачи по курсу технологического оборудования молочной промышленности». 1966 г.
3. Томбаев Н.И. «Справочник по технологическому оборудованию предприятий
молочной промышленности». 1972 г. – 295 с.
4. Липатов Н.Н. «Руководство к лабораторным и практическим занятиям по
курсу технологического оборудования предприятий молочной промышленности». 1988 г. – 100 с.
2. Лабораторные занятия
Наименование
1. Оборудование для доставки и хранения молока на заводах
2. Молочные насосы и трубопроводы
3. Молочные гомогенизаторы и эмульсоры
4. Молочные сепараторы
5. Трубчатые пастеризаторы молока и сливок
6. Пластинчатые теплообменники для молока и молочных продуктов
7. Оборудование для производства сливочного масла
8. Оборудование для производства сыра
9. Оборудование для производства творога
10. Оборудование для производства мороженого
11. Автоматы для расфасовки жидких молочных продуктов
12. Автоматы для расфасовки вязких молочных продуктов
13. Бутылкомоечные машины
14. Вакуум-выпарные установки для сгущения молока
15. Сушильные установки для сушки молока
Литература
Сурков В.Д. и др.
«Технологическое
оборудование предприятий молочной
промышленности»
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 144 из 146
3. Задания для самостоятельной работы обучающихся
Методические рекомендации
Работа над учебником обязательно должна сопровождаться конспектированием по изучаемому разделу курса. Полезно выполнить в виде эскизов все
необходимые схемы и рисунки. Все записи, а также решения предлагаемых задач по каждой теме, следует вести в отдельной тетради для СРС.
Во время самостоятельной работы под руководством преподавателя я
смогу дать ответы на вопросы, которые возникнут у вас при выполнении домашних заданий.
В дальнейшем этот материал, подготовленный вами самостоятельно, не
только окажет большую помощь при повторении курса перед экзаменом, но и
может быть использован как справочное пособие в практической работе.
Методика для СРО студентов
Подгруппа (А) отвечает на вопросы А, подгруппа Б отвечает на вопросы (Б)
Описать назначение, принцип действия, устройство и методику технологического расчета машины, аппарата или линии.
Вопрос А
1-Автомобильные транспортные цистерны.
2-Железнодорожные цистерны и цистерны водного транспорта.
3-Емкости хранения для молока (молочные танки).
4-Емкости для физико-химических процессов переработки молока и молочных
продуктов.
5-Емкости для тепловых процессов.
6-Центробежные, роторные мембранные и поршневые насосы.
7-Гомогенизаторы для молока.
8-Сепараторы-молокоочистители.
9-Пастеризационно-охладительные установки для молока.
10-Сепараторы на бесприводной основе.
11-Творожные сепараторы.
12-Трубчатые и пластинчатые нагреватели для молока.
13- Сепараторы-сливкоразделители.
14-Пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов.
15-Пастеризационно-охладительные установки для сливок.
16-Стерилизационно-охладительные установки пластинчатого типа.
17-Стерилизационно-охладительные установки трубчатого типа.
18-Инжекцинные паро-контактные установки для стерилизации молока.
19-Инфузионные паро-контактные установки для стерилизации молока.
20-Фризеры периодического и непрерывного типов.
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Редакция №___
страница 145 из 146
Описать назначение, принцип действия и устройство, преимущества и недостатки машины или аппарата.
Вопрос Б.
1-Маслоизготовители непрерывного действия.
2-Маслоизготовители периодического действия.
3-Маслообразователи трехцилиндровые.
4-Маслообразователи пластинчатые и вакуумные.
5-Аппараты выработки сырного зерна (сыродельные ванны)
6-Формовочные аппараты для формования сырных головок.
7-Прессы установки крупноблочного прессования и солильные бассейны.
8-Оборудование для подготовки сыров к плавлению.
9-Аппараты для плавления сырной массы.
10-Творожные ванны и творогоизготовители.
11-Оборудование для охлаждения творога.
12-Однокорпусная установка с барометрическим конденсатором для сгущения
молочных продуктов.
13-Автоматы для разлива молока в тару разового пользования.
14-Линия для расфасовки молочных продуктов.
15-Двухкорпусная вакуум-выпарная установка с поверхностным конденсатором.
16-Сыроизготовители.
17-Ленточная сушилка для казеина.
18-Трехкорпусная пленочная вакуум-выпарная установка.
19-Бутылкомоечные машины.
20-Флягомоечные и флягоразливочные машины
Задача № 1.1. Определить до какой температуры (t2) нагреется жидкость в вертикальном молокохранильном танке-резервуаре если:
- внутренний диаметр резервуара - D;
- высота резервуара - H;
- начальная температура продукта – t1;
- коэффициент теплопередачи – k;
- время хранения - z;
- продукт – 1,2,3,4 – молоко; 5,6,7 – сливки; 8,9,0 – сгущенное обезжиренное
молоко.
Исходные данные параметров к задаче № 2.1
Параметры
z, час
D, м
Вариант - последняя цифра зачетной книжки
1
2
3
4
5
6
7
8
10
12
5
8
12
14
9
16
2,0
1,5
1,8
2,0
1,8
2,2
2,4
1,5
9
24
1,9
0
8
4,0
УМКД 042-14-1-01.1.20.54/03 2015
Н, м
t1, град
tВ, град
k,
Вт/м2град
3,0
4
25
0,8
4,0
6
22
1,2
3,2
5
18
1,4
Редакция №___
4,0
8
30
1,8
3,0
7
24
2,3
5,0
5
23
4,0
страница 146 из 146
6,0
10
30
1,6
3,0
8
24
2,2
4,0
3
20
1,0
8,0
4
25
2,0
Теоретическое обоснование решения задачи № 2.1
Масса продукта находящегося в резервуаре может быть определена
G = V = 0,25D2H, кг
(11.1)
Теплопередающая поверхность резервуара – вся его полная наружная площадь.
С небольшой погрешностью её можно определить.
Fпол = Fбок + 2Fдн.= DH + 0,5D2 , м2
(11.2)
Исходным для дальнейшего расчета является уравнение связи теплового баланса и теплопередачи
G·c·(t2 – t1) = k·Fпол·Δt·z , Дж
(11.3)
G – количество продукта в резервуаре, кг;
c – теплоемкость:
- молока при t до 150 - 3852 ÷ 3885 Дж/кг·град;
- сливок 15% жирности при t до 150 - 3140 ÷ 3864 Дж/кг·град;
- сгущенного обезжиренного молока – 2898 Дж/кг·град;
k – коэффициент теплопередачи, Вт/м2град;
Fпол – поверхность резервуара, м2;
z – время хранения, с;
t1 – начальная температура продукта, 0 С;
t2 – конечная, т.е. искомая температура продукта, 0 С;
Δt – средняя, в данном случае арифметическая разность температур, 0 С.
Существует зависимость для её определения
Δt = (Δtб + Δtм)/2 = [(tВ – t1) + (tВ – t2)] /2
(11.4)
Однако практически определение невозможно, поскольку в Δt входит искомая
величина t2. Поэтому, подставляя зависимость (11.4) в уравнение (11.3) и решая
относительно t2, получим.
t2 = [2kFz (tВ + t1) + 2Gct1]/(2Gc + kFz), 0 С
(11.5)
Скачать

технологическое оборудование для тепловой и холодильной