
- •Міністерство освіти і науки україни
- •Івано-франківський державний коледж
- •Технологій та бізнесу
- •Самостійні роботи
- •Дисципліни
- •«Процеси та апарати харчових виробництв»
- •Самостійна робота №1 Тема. Вимоги до апаратів, що застосовуються для харчових виробництв
- •Самостійна робота №2 Тема. Характеристика насосів
- •Мал. 1.9. Схема газодувки:
- •Самостійна робота №3 Тема. Процеси перемішування
- •Самостійна робота № 4 Тема. Процеси піноутворення та збивання
- •Мал.3.7.Схема збивального апарату:
- •Самостійна робота № 5 Тема. Процес псевдозрідження
- •Самостійна робота № 6 Тема. Мембранні методи розділення рідинних систем
- •Самостійна робота № 7 Тема. Машини і апарати для подрібнення та різання
- •Самостійна робота № 8 Тема. Різання, види пристосувань
- •Самостійна робота № 9 Тема . Машини і апарати для пресування та змішування
- •Мал. 6.6. Схеми безперервно діючих змішувачів:
- •Самостійна робота № 10 Тема. Машини і апарати для сортування та калібрування
- •Самостійна робота № 11 Тема. Парова компресійна холодильна машина
- •Самостійна робота №12 Тема. Основи процесів охолодження і заморожування
- •Мал. 11.1 Льодовик з бічним розташуванням льоду.
- •Самостійна робота № 13 Тема. Процеси з використанням електроструму високих і надвисоких частот
- •Самостійна робота № 14 Тема. Процес варіння
- •Самостійна робота № 15 Тема. Процес смаження
- •Самостійна робота № 16 Тема. Інтенсифікація теплових процесів
- •Самостійна робота № 17 Тема. Характеристика теплообмінників
- •Мал. 8.3. Схема теплообмінників з сорочкою:
- •Мал. 8.7. Схема пароварочних апаратів для обробки продукту контактом теплообмінних середовищ:
- •Самостійна робота № 18 Тема. Основні види теплообмінників харчових виробництв
Мал. 11.1 Льодовик з бічним розташуванням льоду.
Танення льоду знижує температуру повітря в льодосховищі в суміжній камері, що повідомляються за допомогою отворів у верхній і нижній частинах перегородки. Через нижні отвори холодне повітря надходить у камеру, де охолоджує продукти нагрівається, піднімається нагору, потім через верхні отвори в перегородці надходить у льодосховище, віддає тепло танучому льоду, охолоджується, знову надходить у продуктову камеру. Ця природна циркуляція повітря, яка здійснюється за рахунок різниці питомих ваг теплого і холодного повітря, забезпечує відвід тепла від продуктів і вентилювання продуктової камери, що сприяє кращому збереженню продуктів.
Крім льодовиків, застосовуються крижані склади, у яких лід виконує функцію охолодження й одночасно застосовується як будівельний матеріал.
Льодосоляне охолодження. Цей спосіб охолодження полягає на таненні льодосоляної суміші, при якому відбувається ослаблення молекулярного зчеплення і руйнування кристалічних ґрат льоду. Для процесу потрібно тепло, яке забирається біля води, що отримується при таненні льоду і розчиненої в ній солі. У місцях зіткнення шматків льоду із сіллю утвориться розсіл, що охолоджується за рахунок теплоти плавлення льоду і розчинення солі.
Танення льоду при льодосоляному охолодженні прискорюється за рахунок збільшення різниці температур плавлення й охолоджуваного повітря приміщення. При зниженні температури суміші зменшується її холодовиробництво (табл.1.)
Таблиця 1
Показники |
Кількість солі до маси льоду, % |
|||||
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
Температура суміші льоду і солі °С |
-3.1 |
-6.2 |
-9.9 |
-13.7 |
-17.8 |
-21.2 |
Холодовиробництво суміші, кДж/кг |
314 |
285 |
260 |
239 |
214 |
193 |
Д
ля
збереження продуктів нижче 0°С
використовують холодильні камери
з льодосоляним охолодженням. Камери
охолоджуються при зіткненні повітря з
поверхнею льодосоляної суміші; при
циркуляції холодного розсолу по
змійовиках, що встановлені в охолоджуваних
камерах; при подачі в камери холодного
повітря, попередньо охолодженого
льодосоляною сумішшю. Охолодження
повітря камер (мал.11.2) льодосоляною
сумішшю здійснюється при завантаженні
її в ґратчасті кишені, встановлені
уздовж зовнішніх стін камери.
Мал. 11.2. Льодокишеньковий холодильник:
1-щит; 2-електровентилятор;
3-решітчата кишеня; 4-люк; 5-лід; 6-лоток; 7-спускна труба.
Кишені роблять з горизонтальних дерев'яних брусків. Під кишенями встановлюють піддон для відведення розсолу. Кишені систематично завантажують кількістю льоду і солі, співвідношення яких визначається необхідною температурою.
Недоліки:льодосоляного охолодження: мале холодовиробництво; неможливість одержання необхідних низьких температур; посилену корозію металевих частин розсолом, що одержується при таненні льоду і розчиненні солі.
Евтектичний лід виготовляють з водяних розчинів деяких солей і одержують однорідну суміш кристалів льоду і солі, що називається евтектичним твердим розчином. Найбільше застосовується евтектичний твердий розчин кухонної солі. Евтектичним розчином заповнюють наглухо запаяні форми, що називаються зероторами, і заморожують його. Зеротори з замороженим розчином поміщають в охолоджувані камери або прилавки. Після того як розчин розплавиться і температура його підвищиться, зеротори відправляють на повторне заморожування.
Сухий лід - тверда вуглекислота, що має здатність переходити з твердого стану в газоподібний, минаючи рідку фазу. Холодовиробництво 1 кг сухого льоду в 1,9 рази більше водяного.
Джерелами одержання вуглекислого газу, що йде на виробництво рідкої вуглекислоти і сухого льоду є природні гази, відходи при одержанні спирту, синтезі аміаку, газифікації вугілля і топкові гази, що утворюються при спалюванні палива.
Для одержання вуглекислого газу застосовують топкові гази, вилучення СО2 з яких здійснюється абсобційно-десорбційним методом з використанням поглиначів - абсорбентів вуглекислоти.
Технологічний процес виробництва сухого льоду складається з одержання чистого вуглекислого газу, рідкої вуглекислоти і сухого льоду.
Скраплення вуглекислого газу здійснюється в конденсаторах шляхом охолодження стиснутого газу водою або холодильним агентом.
Рідку вуглекислоту зберігають у балонах і використовують для приготування газованої води, гасіння пожежі й одержання сухого льоду.
Сухий лід з рідкої вуглекислоти одержують дроселюванням до тиску потрійної точки.
Застосовуються два способи одержання сухого льоду:
дроселювання рідкої вуглекислоти до тиску потрійної точки з наступним пресуванням отриманого вуглекислого снігу в блоки сухого льоду;
дроселювання вуглекислоти до атмосферного тиску з ущільненням блоку льоду в процесі льодоутворення.
Таблиця 2.
-
Показники
Азот
Кисень
Вуглекислий газ
Повітря
Температура кипіння
°С
-195,8
- 182,8
-78
- 190
Схована теплота
Кипіння, кДж/кг (кКал/кг)
201(48)
213,5(51)
574(137)
196,8(47)
Переваги сухого льоду - низька температура сублімації при атмосферному тиску, велика холодовиробничість, відсутність рідкої фази. Недолік - відносно висока вартість.
Охолодження рідкими газами (азотом, киснем, вуглекислим газом, повітрям і ін.) полягає на властивості кипіти при низькій температурі. Температура і теплота кипіння рідких газів в умовах нормального тиску наведені в табл.2.
Термоелектричне охолодження полягає в тому, що при пропущенні постійного електричного струму по замкнутому ланцюзі, що складається з двох різних металів (термопар), один спай нагрівається, а інший охолоджується. Щоб холодний спай мав низьку температуру і служив джерелом охолодження, теплий спай треба охолоджувати.
Головні функції термоелектричного охолодного пристрою виконують батареї термоелемента. Кожен термоелемент складається з двох напівпровідників , послідовно з'єднаних між собою мідними пластинками. Напівпровідники підбираються таким чином, щоб при проходженні по них електричного струму в напівпровідниках проходило б нагрівання нижнього шару з одночасним охолодженням верхнього. Для цього ліву частину провідників виконують з одного сплаву, праву - з іншого.
Якщо пропускати електричний струм через батарею, складену з послідовно з'єднаних термоелементів, то верхня поверхня її буде холодною, а нижня -теплою. Ці батареї розміщають в стінці охолоджуваної камери або шафи так, щоб їхня холодна поверхня була звернена всередину охолоджуваного об'єкту, а тепла - назовні. Для кращої передачі тепла від охолоджуваного тіла до холодних спаїв і від гарячих спаїв навколишньому повітрю теплопровідні поверхні збільшують за рахунок їх оребрення.
Переваги термоелектричного охолодження - відсутність частин, що рухаються, робочого тіла, безшумність, надійність і довговічність роботи. Але застосування такого способу охолодження обмежено високою вартістю устаткування і великою витратою електроенергії.