27. Расчет цилиндрового маслообразователя.

Определяем площадь поперечного сечения потока:

где D – внутренний диаметр охлаждающего цилиндра, м;

d – наружный диаметр вытеснительного барабана, м;

- объемный кпд, учитывающий увеличение кольцевого сече­ния (дополнительные полости) и одновременно его умень­шение в результате установки ножей и их креплений ( = 0,8).

Площадь поперечного сечения потока при m = 21,8 кг вычисляем по

формуле:

где m – количество одновременно обрабатываемого продукта в секции, кг;

L – длина пути движения потока в секции, равная длине цилиндра, м;

– средняя плотность высокожирных сливок и сливочного масла,

кг/м³ (принимаем = 930 кг/м³);

= 0,9.

Вычисляем среднее значение поперечного сечения потока:

Общую продолжительность обработки в трехцилиндро­вом маслообразователе определяем по формуле:

(5.4)

где Z – количество секций ( Z = 3);

С_сл – средняя теплоемкость высокожирных сливок, Дж/(кг*К)

(принимаем С_сл = 2505 Дж/(кг*К);

- начальная температура высокожирных сливок, перед входом

в первую секцию маслообразователя, °С ( = 65 °С);

- температура высокожирных сливок на выходе из I секции, °С

( =23°С);

-температура высокожирных сливок на выходе из маслообразователя, °С ( =15°С);

С_м - средняя теплоемкость сливочного масла Дж/(кг*К) (принимаем С_м=2090Дж/(кг*К);

- теплота фазового превращения в масле при кристаллиза­ции, Дж/кг

( = 25100 Дж/кг);

, - внутренняя поверхность охлаждающих цилиндров, м²

(принимаем = ; , , -коэффициенты теплопередачи в соответствующих цилиндрах маслообразователя (принимаем = 500 Вт/(м²*К), 350 Вт/(м²*К),

= 100 Вт/(м²*К));

- средняя логарифмическая разность температур в I, II и III секциях, °С;

- коэффициент, учитывающий потери холода в секциях через крышки и мешалки ( = 0,9);

- мощность, перешедшая в тепловую в результате вращения мешалок в вязкой среде в соответствующих цилиндрах, Вт ( 200 Вт,

400 Вт, 700 Вт).

Средняя скорость потока продукта в секции определяем по формуле:

Производительность маслообразователя определяется как:

28 Устройство и принцип действия закалочных камер, эскимо генераторов. К морозильным аппаратам относят эскимогенераторы для мороже­ного, фасованного мелкими порциями, и закалочные камеры с воздуш­ным охлаждением. На рис. показана принципиальная схема эскимогенератора карусельного типа для закаливания мороженого циркулирующим рассолом.

Рис. 107. Принципиальная схема эскимогенератора карусельного типа:

1— емкость для масла; 2 — закалочная емкость: 3 — линии для холодного и горячего рас­солов; 4 — насос; 5 — бойлер для подогрева рассола; 6 — съемно-глазировочное устройство; 7—разгрузочный желоб; 8 — поршневой дозатор; 9 — палочкозабивательный механизм Эскимогенератор состоит из многосекционной закалочной емко­сти 2, поршневого дозатора 8, палочкозабивательного механизма 9, съемно-глазировочного устройства 6 и разгрузочного желоба 7. В ком­плект эскимогенератора входят также насос, бойлер для подогрева рассола, линии для холодного и горячего рассолов, емкость для масла и электрооборудование. Закалочная емкость состоит из секций, в которые входят радиально размещенные формочки, расположенные на концентрических ок­ружностях карусели. Формочки омываются с внешней стороны вна­чале холодным, а затем горячим рассолом. При этом на линиях хо­лодного и горячего рассолов установлены фильтры для очистки рас­солов и центробежные насосы для их подачи в емкость. При движении карусели формочки поступают под дозатор и на­полняются порцией мороженого. Затем они проходят закалочную емкость, где частично замораживаются, и в брикеты палочкозабивателем вставляются палочки. На последующем этапе осуществляет­ся полное закаливание в рассольной секции и мороженое поступает в зону теплого рассола для оттаивания поверхностного слоя. После этого брикет легко извлекается из формочек за палочки щипцами. После закалки порции эскимо опускаются в емкость с шоколад­ной глазурью. обсыхают на воздухе, и падают на винтовой желоб, а затем поступают на ленточный транспортер и к автомату для завертки мороженого в алюминиевую фольгу на подкладке. Освобожденные формочки подводятся вновь под дозатор, и цикл повторяется. Для мойки формочки вынимаются подъемным устройством. Эскимогенератор приводится в действие от электродвигателя, смонтированного в так называемом картере вариатора скоростей, в котором установлены также детали для регулирования произво­дительности машины. Контроль за работой эскимогенератора осуществляется с панели управления. Дистанционные термометры позволяют контролировать температуру холодного и нагретого рассола. Термометр для нагре­того рассола совмещен с датчиком автоматического регулятора температуры рассола.

В зависимости от формы ячеек форма брикетов также может быть цилиндрической, конусной и др. Неодинакова и масса брикета. Эскимогенераторы, которые изготовляются, рассчитаны также на выпуск брикетов прямоугольной формы (масса 50 г). Закалочные камеры бывают с вертикальным конвейером (с люльками, в которые загружаются брикеты мороженого) или с горизонтальным (без люлек). На рис. 109, а показан морозильный аппарат с вертикальным конвейером. Аппарат монтируется из отдельных щитов, скрепленных стяжками. Внутри аппарата размещены испаритель, вентилятор 4, конвейер 3. Конвейер не закреплен в камере, и его можно вывести из камеры при необходимости по приставным рельсам.

Загруженные в люльки брикеты мороженого поступают в зака­лочную камеру по транспортеру /. При движении конвейера в каме­ре брикеты обдуваются холодным воздухом, поступающим от испари­тельных батарей. Продолжительность закалки 30—45 мин при темпе­ратурах мороженого -12-15°С, кипения аммиака в батареях—33°С и воздуха в аппарате —28°С. Скорость движения цепи конвей­ера 11,7 mм/c.

На рис. 109, б показана камера с горизонтальным конвейером. Продукт закаливается в камере в результате обдувания его холодным воздухом при температуре —26°С в течение 30—45 мин. После того как брикеты мороженого пройдут весь путь, они возвращаются к месту загрузки. Освобожденный от брикетов конвейер снова поступа­ет под загрузку.

Рис. Закалочные камеры:1— транспортер для ввода продукта; 2 — камера охлаждения; 3 — конвейер: 4 — аенгилятор; 5 — рама

29.Расчет мощности привода сыродельной ванны.

Подсчет площади обрабатываемой одной мешалкой:

f_k= π*( R_н²-R_в²) = 3.14*(0,8-0,18) = 1,95 м².

Интенсивность обработки сгустка при разрезании, м²/(м²*мин):

f_уд = f_k*z_м*n/F,

где z – количество мешалок, шт., n – число оборотов мешалки, мин^-1;

F – площадь дна ванны, м²;

f_{уд рез} = 1,95*2*13,6/ 4,9 = 10,82 м²/(м²*мин).

Интенсивность обработки при общей продолжительности резания 13 минут составляет: f_общ= 13* 10,82 = 140,7 м²/м²,

то есть за 13 минут площадь дна ванны будет обработана 140,7 раза.

Интенсивность обработки сгустка при вымешивании, м²/(м²*мин):

f_уд = 1,95 *2*24,87/4,9 = 19,79 м²/(м²*мин).

f_общ= 40* 19,79 = 791,8 м²/м².

При вымешивании над каждой точкой дна лопасти пройдут 791,8 раза

Мощность, потребляемая мешалками, N (кВт) определяют по следующей формуле:

N = 0.09*ρ_пр*h*z*n³{((R_н-R_в)/2 +m*δ)⁴ – ((R_н+R_в)/2)⁴},

где 0,09 – эмпирический коэффициент Селиванова

ρ_пр – плотность продукта, кг/м³;

h – высота погружной части лопасти, м;

z – количество лопастей, шт.;

n – частота вращения лопастей , с^-1;

R_н, R_в - расстояния от оси вращения до наружного и внутреннего краев лопасти, м;

m - количество лезвий или проволок, шт.;

δ – толщина проволок или лезвий, м.

∑ δ = δ_н*z_н+ δ_п*z_п,

где δ_н – толщина вертикальной планки, δ_н = 0,005 м;

δ_п - толщина поперечной планки, δ_п = 0,02 м;

z_н - количество вертикальных планок, z_н = 18шт.;

z_п – количество поперечных планок, z_п = 2 шт.

∑ δ = 0,005*18+0,02*2 = 0,13 м.

Потребная мощность составит:

N=0.09*1016*1,02*2*(24,87/60)³*{((0,8+0,18)/2+0,13)⁴-((0,8+0,18)/2)⁴}=1,19 кВт Определяем необходимую мощность электродвигателя:

N_ЭД = β*N/(η_ЭД * η_пер),

где β – коэффициент запаса, β = 1,2 – 2;

N – мощность потребляемая мешалками, кВт;

η_ЭД – КПД электродвигателя, η_ЭД = 0,85;

η_пер – КПД передачи, η_пер = 0,9.

N_ЭД = 1,5* 1,19 / (0,85*0,9) = 2,3 кВт

Выбираем электродвигатель N_ЭД = 3 кВт