Теплове обладнання підприємств з переробки плодів і овочів (стр. 2 из 5)
Такий самий розварювач є в обшпарювачі БКП-400 продуктивністю 0,112 кг/ с.
Барабанні бланшувачі. Використовуються в лініях виробництва консервів із зеленого горошку. Основним робочим органом є барабан з отворами по всій поверхні. Він спирається бандажами на три пари роликів. Всередині барабана є спіраль з листової сталі, що слугує для транспортування зерна. Барабан обертається навколо своєї осі за допомогою допоміжного вала. На цьому валу є два малих зубчастих колеса, що знаходяться у зчепленні з великими зубчастими колесами на бандажах.
Нижня частина барабана знаходиться у ванні напівциліндричної форми, в якій закріплені опорні ролики. Зверху барабан закритий кожухом. З торцевих сторін ванни встановлені завантажувальний бункер і розвантажувальний жолоб.
Вода по трубопроводу підводиться з боку розвантажувального жолоба. Пара подається по трубопроводу в нижню частину ванни в кількох місцях. Воду у ванні нагрівають до температури бланшування, продукт подають через завантажувальний пристрій. При обертанні барабана продукт за допомогою спіралі переміщується у бланшувальній рідині до розвантажувального отвору.
Поперечний переріз потоку продукту має вигляд сегмента, висота якого дорівнює ширині смуги спіралі, а радіус — зовнішньому радіусу барабана.
Тривалість бланшування регулюється частотою обертання барабана. У місці вивантаження спіраль закінчується лопатями, які захоплюють продукт і перевантажують його в розвантажувальний жолоб.
Продуктивність барабанного бланшувача, кг/год,
де h— ширина смуги спіралі, м; R— зовнішній радіус барабана, м; s— крок спіралі, м; п — частота обертання барабана, хв-1; р — насипна маса продукту, кг/м3; φ — коефіцієнт, що враховує відхилення розрахункової площі поперечного перерізу потоку продукту (трикутник) від істинної площі (сегмент) (ф = 0,95).
Гвинтові бланшувачі. Основним робочим органом у бланшувачах цього типу є гвинт, що переміщує продукт. При бланшуванні в гарячій воді гвинт встановлюється горизонтально, а у водяній парі — вертикально або дещо похило. Через порожнистий вал гвинта пара подається в жолоб, де міститься продукт або вода і продукт. Здійснюючи від 2,5 до 12 хв-1, гвинт перемішує продукт від завантажувального до розвантажувального кінця жолоба. Тривалість бланшування залежить від довжини гвинта і частоти його обертання, продуктивність — від розмірів витка гвинта і частоти обертання, збільшуючись пропорційно цим показникам. При бланшуванні парою зеленого горошку від 2 до 5 хв. продуктивність вертикального гвинтового бланшувача становить 3500 кг/год.
Тепловий розрахунок бланшувача здійснюють для визначення затрат теплоносія (пара) і охолоджувальної води, а також поверхні нагрівання, послідовно визначаючи витрати теплоти (Дж/с) за статтями теплового балансу.
1. Витрата теплоти на нагрівання продукту
де G— витрата продукту, кг/с; с — теплоємність продукту, Дж/(кг'°С); Т2 і Т1— відповідно кінцева і початкова температура продукту, °С.
2. Витрата теплоти на випаровування вологи з поверхні водяного дзеркала
де SВИП — площа поверхні випаровування, м2; kBИП— коефіцієнт випаровування, кг/(с·Н); р1, р2 — пружність водяної пари при температурі відповідно випаровування і повітря, Н/м2; φ — відносна вологість повітря, φ ≈ 0,7; r— теплота випаровування, що відповідає температурі бланшування, Дж/кг,
 |
де у — швидкість руху повітря, м/с; рп — щільність повітря, кг/м3.
Якщо бланшувач закритий кришкою, то витрати теплоти за цією статтею не обчислюють.
3. Витрати теплоти на підігрівання води, що доливається убланшувач,
де wB— витрата води, кг/с; T3 і Т4 — початкова і кінцева температура води, °С.
Ці витрати теплоти визначають тоді, коли воду доливають для компенсації її втрат від випаровування.
4. Витрати теплоти на нагрівання стрічки конвеєра
де Gr = vGПИТ— маса конвеєра, яку визначають за швидкістю його руху і питомою масою на 1 пог. м, кг/с; ст — теплоємність матеріалу стрічки конвеєра, Дж/(кг·°С); Т6 і Т7 — початкова і кінцева температури стрічки конвеєра, °С.
5. Витрати теплоти на компенсацію втрат її в довкілля
де S— площа поверхні ванни, що стикається з повітрям, м2; α0 — сумарний коефіцієнт тепловіддачі, Дж/(м2·°С); Тст — температура поверхні стінки, °С; ТП — температура повітря, °С.
Загальні витрати теплоти становитимуть:
На основі цього розрахунку визначають витрати пари, кг/с:
де іП та ік — теплоутримання пари і конденсату, Дж/кг.
Площа поверхні нагрівання, м2,
де k— коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2·°С); ΔT— різниця між температурами пари і нагрівальної бланшувальної води, °С.
ОБШПАРЮВАЧІ
При виготовленні пюре, продуктів дитячого харчування плоди і овочі перед протиранням обшпарюють для розм'якшення їх тканин. Для цього використовують спеціальні пристрої — обшпарювачі. Сировину обробляють парою. Режими обшпарювання визначають експериментально. Закриті обшпарювачі (дигестери) використовуються також на деяких консервних підприємствах. Це апарати періодичної дії.
Конусна частина апарата являє собою дірчасте днище , закрите зовні конусом . Пара надходить через штуцери у простір між конусом і днищем і крізь отвори — у робочу частину, заповнену продуктом. У внутрішній порожнині апарата розміщені лопатева мішалка і гвинт , насаджені на один вал .
Після завантаження сировини через бункер верхня засувка закривається. Гостра пара подається у внутрішню порожнину апарата при відкритому випускному крані, який залишається відкритим доти, поки пара не витіснить усе повітря з апарата (до появи струменя пари з крана). Після закриття крана всередині апарата тиск доводиться до 0,2 МПа.
Після прогрівання продукту до температури 105-110 °С включають мішалку і гвинт. Витки гвинта розміщені так, щоб продукт переміщувався догори.
По закінченні обшпарювання припиняється подача пари і через нижню засувку маса вивантажується в протиральну машину.
Продуктивність обшпарювана періодичної дії, кг/год,
де V— об'єм робочої частини апарата, м3; τ — тривалість циклу роботи апарата (завантажування, обшпарювання, розвантажування), с; φ — коефіцієнт заповнення апарата (φ = 0,8); р — насипна маса продукту, кг/м3.
Гвинтовий обшпарювач безперервної дії застосовується для обшпарювання кісточкових (вишня, абрикос) і зерняткових (яблука) плодів. Обшпарювання в ньому відбувається безперервно, тому за порівняно короткий час (4-5 хв) плоди добре розм'якшуються. Однак при цьому весь конденсат змішується з масою і розріджує її, що є вадою цього апарата.
Обшпарювач має вигляд циліндричного корпусу, всередині якого обертається гвинт. Пара подається через порожнистий вал безпосередньо до продукту (гостра пара) і в парову сорочку зовні корпусу (глуха пара). Залежно від вимог технології робота може здійснюватися окремо як з гострою, так і з глухою парою. Глуха пара використовується тоді, коли не допускається розрідження обшпареної маси конденсатом пари.
Продуктивність гвинтового обшпарювача (кг/с) визначають за формулою, за якою обчислюють продуктивність гвинта:
де Dі s— відповідно діаметр і крок гвинта, м; ω — кутова швидкість обертання гвинта, рад/с; φ — коефіцієнт заповнення жолоба (φ = 0,3...0,4); р — насипна маса продукту, кг/м3.
Тривалість обшпарювання (хв.) регулюється частотою обертання гвинта:
де l — довжина гвинта, м; η — коефіцієнт, яким враховується проковзування продукту по витку гвинта, η = 0,9.
В якості обшпарювачів можна використовувати стрічкові бланшувачі типу КБТ. В цьому випадку експериментально доведена тривалість обшпарювання встановлюється регульованою швидкістю руху конвеєра, а продуктивність визначають так само, як і для бланшувачів.
Витрати пари в обшпарювачах обчислюють з рівняння теплового балансу:
де Q1— витрати теплоти для нагрівання продукту, Дж; Q2 — витрати теплоти для нагрівання апарата (визначають для апаратів періодичної дії), Дж; Qn1— витрати теплоти в навколишнє середовище внаслідок конвекції і випромінювання, Дж; Qn2 — витрати теплоти через нещільність кранів і заслінок, Дж.
Витрати Qn2 встановлюють експериментально. Для закритого обшпарювача вони становлять 1 - 2 %, гвинтового 5 - 10, стрічкового без витяжної труби 10 - 20 % від загальних витрат теплоти Q3аг.