80. Аппараты для темперирования и повышения концентрации пищевых сред. Ошпариватели и бланширователи для фруктов и овощей.

Предварительная тепловая обработка пищевого сырья производится в горячей воде, водяных растворах поваренной соли, щелочи, кислоты, а также в среде водяного пара путем соприкосновения с поверхностью нагрева.

Ошпаривание - предварительная обработка паром с целью размягчения тканей плодов и овощей перед протиранием при изготовлении пюре, повидла и продуктов детского питания.

Бланширование - кратковременная тепловая обработка паром, горячей водой, горячим раствором соли или кислоты овощей, картофеля и фруктов до температуры нагрева 85... 96 °С с немедленным последующим охлаждением холодной водой.

Для предварительной тепловой обработки фруктов и овощей предназначены ошпариватели и бланширователи различных конструкций.

Закрытый ошпариватель (дигестер), в своей конусной части имеет (дырчатое) днище. Пар давлением 0,2 МПа подводится через два штуцера в пространство между корпусом аппарата и ложным днищем. Пройдя через отверстия в днище, пар попадает в рабочую часть аппарата. На вертикальном валу укреплены лопастная мешалка и шнек, перемешивающие обрабатываемый продукт.

Во время работы шпарителя через бункер загружают до 2000 кг сырья. Задвижку плотно закрывают и через штуцер подают пар при одновременном выпуске воздуха через кран до появления струи пара. После этого кран закрывают и доводят давление пара до 0,2 МПа. Когда в ошпаривателе достигнута нужная температура (105...110 °С), пускают в движение мешалку. 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.

81. Аппараты для темперирования и повышения концентрации пищевых сред. Аппараты для конденсации и сублимации.

Назначение:

Аппарат сорбционный резервуарного типа САРТ-40М1 предназначен для очистки молока от радионуклидов в полевых условиях во флягах ФА-38 ГОСТ 5037  и К-338-11.000 с помощью сорбента в механическом или  ручном режимах.

Достоинства:

Аппарат сорбционный легко транспортируется вручную, на замену фляги в держателе уходит времени не более минуты. В модификации аппарата САРТ-40М возможен поворот оси фляги относительно оси вращения  держателя от 0°до 90о.

Особенность работы:

Вращение фляги может осуществляться в механическом или ручном режимах работы. При механическом режиме работы с вала ручного  привода снимается рукоятка и убирается внутрь шкафа.

Применение:

Кроме прямого назначения аппарат сорбционный допускается применять как обыкновенный гравитационный смеситель периодического действия со сменными рабочими емкостями. На нем можно смешивать сухие компоненты, травянистые сборы, комбикорма, жидкие легкорастворимые композиции и т.п

Аппараты, работающие в условиях вакуума, можно разделить на две группы в зависимости от характера протекающих в них процессов и от степени разрежения. К первой группе относятся аппараты, работающие в диапазоне давлений от атмосферного до давления в тройной точке, ко второй — аппараты, работающие при давлениях ниже тройной точки. В аппаратах первой группы может происходить переход из газообразного состояния только в жидкое и обратно; в аппаратах второй группы испарение и конденсация представляют собой переход из твердого состояния непосредственно в газообразное и обратно. Аппараты второй группы получили название сублимационных. В каждой группе законы, по которым происходят процессы испарения и конденсации, имеют свои особенности, в соответствии с чем и разрабатывается необходимая аппаратура)

Сублимация. Процесс перехода тела из твердого состояния в парообразное, минуя промежуточное жидкое состояние, называют сублимацией. В качестве рабочего тела для охлаждения объектов наиболее широко применяют твердый диоксид углерода СО₂  (сухой лед). Температура сублимации СО₂  при атмосферном давлении равна -78,9 ^оС, теплота сублимации -574 кДж/кг.  

Конденсация. Процесс превращения насыщенного пара в жидкость, сопровождающийся отводом выделяемой теплоты, называют конденсацией. Температура конденсации зависит от давления. Конденсация жидкости из насыщенного пара - один из основных рабочих процессов в холодильных машинах - осуществляется в аппаратах, называемых конденсаторами.

Конденса́тор (в теплотехнике) (лат. condense — уплотняю, сгущаю) — теплообменный аппарат для конденсации(превращения в жидкость) пара при заданном давлении путём охлаждения. Применяется в конденсационных установках паровых двигателей для конденсации водяного пара, в холодильных установках для конденсации паров хладагентов, например, фреона, а также в тепловой и атомной энергетике. При конденсации водяного пара отнимается теплота парообразования, отсасываются неконденсирующиеся газы и удаляется образующаяся вода. Тепло отбирается водой более низкой температуры и только в особых случаях (конденсаторы паровозов и энергопоездов) — воздухом. Водяной пар может при этом непосредственно соприкасаться с охлаждающей водой (смешивающие конденсаторы) или отдавать тепло через стенки трубок, внутри которых протекает охлаждающая вода (поверхностные конденсаторы). К смешивающему конденсатору охлаждающая вода подводится сверху и разбрызгивается для увеличения поверхности соприкосновения с паром. С этой же целью внутри конденсатора могут быть установлены поддоны, с которых вода последовательно стекает тонкими плёнками или струями. В смешивающих конденсаторах с параллельным течением отработавший пар в подаётся сверху, в смешивающих конденсаторах с противотоком — сбоку. В первом случае отсос воздуха производится сбоку, во втором — из верхней части. Вторая схема лучше тем, что место отсоса находится возле зоны наиболее холодной воды. Смесь конденсата и охлаждающей воды откачивается из нижней части конденсатора. В смешивающих конденсаторах, вследствие выделения больших количеств воздуха, растворённого в охлаждающей воде, практически невозможно достичь глубокого вакуума. Кроме того, конденсат, смешанный с охлаждающей водой, непригоден для питания паровых котлов. Поэтому смешивающие конденсаторы, несмотря на простоту устройства, применяются только в небольших конденсационных установках паровых машин, а в мощных паротурбинныхэлектростанциях устанавливаются поверхностные конденсаторы.

Поверхностный конденсатор состоит из корпуса 1, по концам которого установлены трубные доски 2, с большим числом тонкостенных трубок 3. Барабаны между трубными досками и боковыми крышками 4, называемые водяными камерами 5, обычно делятся перегородками на два или несколько отделений. Охлаждающая вода подводится под напором через патрубок 6 к нижнему отсеку водяной камеры, проходит по трубкам во вторую камеру, меняет направление на обратное и уходит, пройдя по другой части трубок, через патрубок 7. Такой конденсатор называется двухходовым. Используются и трёхходовые конденсаторы, у которых вода меняет направление 3 раза, и очень редко (в малых установках) — четырёхходовые конденсаторы. Одноходовые конденсаторы, у которых вода входит с одного конца и выходит с другого, пройдя один раз одновременно по всем трубкам, как правило, применяются в судовых установках, где увеличение расхода охлаждающей воды не имеет практического значения. Охлаждающая поверхность конденсатора образуется совокупностью поверхностей трубок. Пар входит в конденсатор через горловину 8, соединяющую его с турбиной, соприкасается с холодной поверхностью трубок и конденсируется, образуя разрежение в паровой части конденсатора. Конденсат стекает вниз и скапливается в сборнике 9, откуда откачивается конденсатным насосом. Воздух, выделяющийся при конденсации, а также проникающий снаружи через неплотности в системе, отсасывается эжектором через патрубок 10.

Так как воздух в конденсаторе всегда смешан с паром, то отсасывать приходится паровоздушную смесь. Чем больше доля пара в этой смеси, тем больше энергии нужно затратить на отсос и сжатие до атмосферного давления. Для уменьшения затраты энергии необходимо сконденсировать возможно большую долю пара в смеси перед отсосом из конденсатора. Различают две области в паровом пространстве конденсатора: зону массовой конденсации, где конденсируется 99—99,5 % пара и где парциальное давление воздуха весьма мало, и зону охлаждения, где конденсируется часть пара, остающегося в паровоздушной смеси, и где, вследствие малого парциального давления пара, температура смеси существенно понижается. Зону охлаждения обычно выделяют в конденсаторе специальной перегородкой для повышения скорости движения смеси и улучшения коэффициента теплопередачи, причём в эту зону подают наиболее холодную воду.

Для работы конденсатора с глубоким вакуумом необходима хорошая воздушная плотность всех соединений конденсатора, препятствующая проникновению наружного воздуха в паровое пространство конденсатора, а также достаточная плотность внутренних соединений, предотвращающая попадание в паровое пространство охлаждающей воды.

В поверхностные конденсаторы воздух попадает в весьма малых количествах (0,0005—0,001 от веса пара) и в начальный период почти не оказывает влияния на процесс конденсации. Но в дальнейшем доля воздуха в паровоздушной смеси возрастает и на последних стадиях конденсации содержание воздуха оказывает решающее влияние на процесс в конденсаторе.

Коэффициент теплоотдачи при конденсации для свободного от воздуха пара составляет несколько тысяч ккал/м²час°С, а для паровоздушной смеси с большим содержанием воздуха — всего несколько десятков ккал/м²час°С, вследствие чего примесь воздуха значительно увеличивает необходимую поверхность охлаждения конденсатора.

Стекая по холодной поверхности трубок, конденсат может дополнительно охлаждаться, температура его опускается ниже температуры входящего в конденсатор пара («переохлаждение» конденсатора), что сопряжено с потерей тепла и насыщением конденсата кислородом. Это вызывает коррозию котельных поверхностей. Современные конденсаторы (т.н. регенеративные) выполняются таким образом, чтобы стекающий конденсат перед поступлением в сборник встречал поступающий в конденсатор из турбины пар и нагревался до температуры этого пара.

В процессе работы поверхность трубок, в которые поступает вода из водоёмов (рек, прудов, озёр и т.д.), загрязняется органическими веществами, что ухудшает экономичность работы турбин и понижает производительность конденсатора. Во избежание этого на электростанциях охлаждающую воду обычно хлорируют. Большинство конструкций конденсаторов позволяет также производить механическую очистку половины трубок во время работы конденсатора с некоторым снижением нагрузки турбины.

82. Аппараты для темперирования и повышения концентрации пищевых сред. Морозильные аппараты.

Морозильные аппараты бывают воздушными, плиточными и контактными. Воздушные морозильные аппараты представляют собой теплоизолированные туннели, внутри которых размещены охлаждающие батареи, вентиляторы и транспортирующие средства. Плиточные морозильные аппараты предназначены для замораживания упакованных продуктов (рыбного филе, мяса в блоках, плодоовощных наборов и др.) и имеют систему непосредственного охлаждения. Замораживание в контактных аппаратах проводят методом орошения или погружения.

МОРОЗИЛЬНЫЕ АППАРАТЫ

В современной холодильной технике применяют следующие типы морозильных аппаратов: с интенсивным движением воздуха; флюидизационно-конвейерные аппараты; многоплиточные морозильные аппараты; контактные морозильные аппараты и др.

Конвейерный воздушный морозильный аппарат предназначен для замораживания фасованных плодов и овощей и может быть выполнен с сетчатым конвейером и поперечным движением воздуха или с ленточным конвейером и продольным движением воздуха.

Для замораживания плодов и овощей россыпью используются воздушные морозильные аппараты с сетчатым конвейером , через который продувается холодный воздух из охладителя с помощью центробежного вентилятора ,

работающего от привода . Упакованный продукт (ягоды, зеленый горошек, фасоль и др.), уложенный россыпью на сетчатом конвейере, замораживается при температуре -30 °С.

Ленточный конвейер морозильного аппарата позволяет замораживать картофель, морковь, свеклу и другие упакованные продукты с помощью воздухоохладителя и центробежного вентилятора , обеспечивающих продольное движение воздуха.

Скороморозильный аппарат Я10-ОАС.М обеспечивает производство замороженных пельменей, вареников, фрикаделек и др.

Основными узлами аппарата являются изоляционный контур , транспортер подающий подмораживающий, барабан галтовочный и домораживающий , общий блок батарей воздухоохладителя, нож съема пельменей , лоток для выгрузки пельменей . Скороморозильный аппарат работает в агрегатном состоянии с формующим пельменным автоматом.

На верхнюю ленту подмораживающего транспортера формующим пельменным автоматом укладываются три тестофаршевых жгута с помощью формующих устройств. Сечение жгутов регулируется, а затем их направляют в зону подсушки воздухом. Штампующим барабаном из жгутов накатываются пельмени, которые направляются в скороморозильный аппарат. Перед попаданием в изоляционный контур аппарата сформованные изделия подвергаются визуальному контролю. Верхняя и нижняя ветви транспортера заключены в индивидуальные короба-воздуховоды, обеспечивающие движение воздуха вдоль оси транспортерной ленты.

Попадая в воздуховод верхней ветви транспортера, продукт обдувается холодным воздухом из патрубка ввода с температурой -30...-35 °С от вентилятора и дополнительного блока батарей . На нижней ветви транспортера в воздуховоде из патрубка продукт омывается воздухом от вентилятора из контура скороморозильного аппарата. При попадании изделий в нижний воздуховод температура их тестовой оболочки уже равна или ниже криоскопической. Далее изделия срезаются с нижней ветви транспортера ножом и по лотку направляются в галтовочный домораживающий барабан. Проходя вдоль оси барабана, пельмени галтуются, освобождаются от галтованной крошки и домораживаются. Весь цикл замораживания и галтовки составляет 18...20 мин. Для домораживания изделий используется воздух от воздухоохладителя батареи и двух осевых вентиляторов. Домороженные пельмени выводятся из аппарата с помощью лотка

Плиточный морозильный аппарат АМП-1,6К состоит из двух отделений: в верхнем отделении, представляющем собой термоизолированную камеру, установлены два гидроцилиндра, на штоках которых подвешены рама и пять горизонтальных плит. Шестая плита закреплена внизу неподвижно на специальной раме, жестко связанной с корпусом.

При загрузке и выгрузке продукта плиты можно раздвигать в пределах 25...93 мм. При замораживании аппарат закрывается изолированной дверью. Замораживание продукта осуществляется в межплиточном пространстве при непосредственном контакте с плитами, в каналах которых кипит холодильный агент R22. В нижней части аппарата находится компрессор, конденсатор, отделитель жидкости, инжектор, приборы автоматики, фильтр-осушитель, запорная арматура, другое вспомогательное оборудование.

Роторный морозильный аппарат МАР-8АМ состоит из ротора с морозильными секциями, разгрузочного устройства, взвешивающего или дозирующего устройства, транспортера для выгрузки блоков, гидро- и электроаппаратуры, а также насосной станции. На станине роторного морозильного аппарата размещен ротор, заключенный в кожух, на котором размещен полый вал, блок-форма и кассеты. Загрузочный стол 6 обеспечивает поступление продукта на замораживание.

Роторное расположение морозильных секций позволяет установить их в любой позиции, обеспечивает механизацию загрузки и выгрузки пищевых продуктов и непрерывность процесса замораживания. Ротор собирается из ряда автономных морозильных секций, число которых определяет производительность аппарата. Замораживание продукта осуществляется в металлических рамках, разделенных на несколько ячеек. В каждую ячейку закладывают раскрой парафинированной пергаментной бумаги или полимерной пленки для замораживания крупных блоков, коробки или мешочки для замораживания продуктов мелкой фасовки. У рамки нет дна, поэтому продукт при замораживании находится в непосредственном двустороннем контакте с морозильными плитами В процессе замораживания упаковочный материал не примерзает к рамкам и морозильным плитам, поэтому при выгрузке продуктов исключается их оттаивание.

Фреоновый аппарат для замораживания мелкоштучных продуктов относится к контактным аппаратам, в котором подлежащий замораживанию продукт поступает на ленту грузового конвейера из загрузочного туннеля через лоток, где охлаждается жидким фреоном, поступающим из орошающего устройства. Образовавшийся в результате теплообмена парообразный фреон конденсируется с помощью холодильной машины на поверхности конденсатора испарителя, расположенного над оросителем. Сконденсировавшийся фреон стекает в поддон 6 и вновь направляется насосом в оросительное устройство. Замороженный продукт по разгрузочному туннелю отводится из аппарата. Фреоновый аппарат такой конструкции находится в изолированном контуре.