Аппаратурное оформление технологических процессов производства молочных консервов. Учебное пособие
.pdf
Рис. 9. Брызгоуловители: 1 - цилиндрический; 2 - отбойный; 3 - зонтичный; 4 - винтовой; 5 – центробежный
Иногда к брызгоуловителям устанавливаются два дополнительных отражательных зонта. Для предотвращения уноса молока хорошо обеспечить вихревое движение вторичных паров в ловушке, для этого к входной трубе прикрепляют четыре направляющие пластины, которые придают парам вращательное движение.
Пароструйные аппараты (инжекторы и эжекторы)
Для отвода воздуха из конденсаторов применяют, главным образом, пароструйные аппараты – эжекторы, для термокомпрессии вторичных паров – инжекторы. Существенной разницы в устройстве и принципе действия они не имеют. Только инжектор предназначен для нагнетания, а эжектор – для отсасывания.
Устройство инжектора показано на рис. 10.
21
Острый пар в паровом сопле 4 адиабатически расширяется, и пар выходит из сопла со скоростью, превышающей скорость звука.
Струя пара, движущаяся с такой скоростью, обладает большим поверхностным трением, поэтому увлекает вторичные пары или воздух, что обусловливает всасывание вторичного пара или воздуха в камеру 1.
В камере смешения 5 острый пар перемешивается с вторичным паром. Скорость движения резко снижается, и смесь поступает в диффузор 6 (камеру сжатия), где давление смеси повышается. Сжатая смесь направляется в нагнетательный трубопровод.
Рис. 10. Инжектор: 1 – камера всасывания, 2 – патрубок для входа вторичного пара, 3 – патрубок для входа острого пара, 4 – сопло, 5 – камера смешения, 6 – диффузор (камера сжатия)
На рис. 11 представлены двухступенчатые эжекторы. Эжектор без промежуточной конденсации (рис. 11, а) работает следующим образом. Воздух, отсасываемый из конденсатора, захватывается острым паром, выходящим из сопла 2, и вместе с ним поступает в диффузор 4, из которого сжатая смесь поступает в камеру всасывания эжектора второй ступени. Смесь увлекается острым паром и вместе с ним направляется в диффузор второго эжектора, откуда отводится в теплообменник или атмосферу.
Работа двухступенчатых эжекторов с промежуточными конденсаторами отличается тем, что паровоздушная смесь из первого эжектора передается в промежуточный конденсатор, где пар конденсируется, а воздух отсасывается эжектором II ступени.
22
Рис. 11. Двухступенчатые эжекторы: а – без промежуточного конденсатора: 1 – паровой вентиль, 2 – сопло, 3 – камера всасывания, 4 – диффузор (камера сжатия), 5 – эжектор первой ступени; б – с промежуточным конденсатором смешения: 1 – эжектор I ступени, 2 – конденсатор смешения, 3 – эжектор II ступени, 4 – вакуумметр, 5 – манометр, 6 – спускная труба, в – с промежуточным поверхностным конденсатором: 1 – эжектор I ступени, 2 – поверхностный кондесатор, 3 – патрубок для выхода воды, 4 – патрубок для входа воды, 5 – эжектор II ступени
Наиболее часто пароэжекторные насосы применяют в ВВУ для откачки паровоздушной смеси и создания вакуума.
Достоинства:
1)очень высокая надежность, так как не содержит ни одной вращающейся детали;
2)простота конструкций;
3)возможность перекачки как жидкой, так и газовой среды;
4)простота эксплуатации.
23
Недостатки:
1)перекачиваемая среда смешивается с рабочим веществом;
2)низкий КПД (15 – 20 %).
КРИСТАЛЛИЗАТОРЫ
Для охлаждения сгущенного молока применяют то же оборудование, что и для охлаждения и кристаллизации молочного сахара - кристаллизаторы-охладители РЗ-ОКО и КМСР-72.
Открытый горизонтальный кристаллизатор-охладитель РЗ-ОКО (рис. 12).
Рис. 12. Кристаллизатор-охладитель РЗ-ОКО: 1 – привод, 2 – механизм подъема крышки, 3 – крышка, 4 – ванна, 5 – шнек, 6 – кран, 7 – ограждение, 8 – воронка, 9 – кронштейн, 10 – шкаф электроаппаратуры
Он представляет собой ванну полуцилиндрической формы с водяной рубашкой, в которую поступает охлаждающая жидкость. Ванна установлена на четырех винтовых ножках, позволяющих менять уклон в сторону выгрузки. С помощью механизма подъема крышка ванны может открываться и закрываться. Ванна снабжена горизонтально-шнековой мешалкой, приводимой во враще-
24
ние от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор. В днище ванны размещен сливной патрубок с краном.
Вместимость ванны 2000 л. При вращении мешалки с частотой 12 мин-1 охлаждаемый продукт интенсивно перемешивается и снижает свою температуру на 3 – 5 °С в час. Процесс охлаждения сгущенного молока или сахарного сиропа продолжается
10 - 20 ч.
Кристаллизатор-охладитель КМСР-72 (рис. 13) выполнен в виде горизонтально расположенной ванны полуцилиндрической формы из нержавеющей листовой стали.
Рис. 13. Кристаллизатор-охладитель КМСР-72: 1 – привод, 2 – вал с витком, 3 – ванна, 4 – рама, 5, 6 –крышки
Ванна установлена на раме и имеет двойные стенки, между которыми пропускается охлаждающая вода. Внутри ванны на подшипниках скольжения расположен вал с витком для перемешивания продукта. Вращение вала осуществляется от электродвигателя мощностью 1,1 кВт через два редуктора, коробку скоростей и цепную передачу. Вал мешалки может вращаться с частотой 0,5 и 4,85 мин-1. Ванна закрыта крышками с блокировочными устройствами, отключающими двигатель привода при открывании крышек во время перемешивания сырья.
25
Верхний уровень продукта в ванне контролируют с помощью сигнализатора уровня. При срабатывании датчика включается звуковая и световая сигнализация. Температура продукта и охлаждающей воды на входе и выходе измеряется датчиками температуры. Управление работой мешалки осуществляется по программе с интервалом 10 – 40 мин. Вместимость ванны охладите- ля-кристаллизатора КМСР-72 – 1000 л, и по основным техникоэкономическим показателям (удельные металлоемкость и затраты электроэнергии) он уступает РЗ-ОКО.
Вакуум–кристаллизаторы
Вакуум-кристаллизаторы делятся на вакуумкристаллизаторы, в которых продукт охлаждается в результате самоиспарения, и вакуум-кристаллизаторы с комбинированным охлаждением, в которых продукт охлаждается самоиспарением и холодильным агентом.
Во время охлаждения в вакуум-кристаллизаторах увеличивается концентрация сухих веществ в продукте. Чтобы влажность готового сгущенного молока соответствовала стандартной, необходимо подбирать оптимальную влажность готового продукта.
Вакуум-кристаллизатор с комбинированным охлаждением
На рис. 14 показан горизонтальный кристаллизатор с комбинированным охлаждением. В результате разрежения, созданного в кристаллизаторе, сгущенный продукт из вакуум-аппарата поступает самотеком. В аппарате, заполненном продуктом, в результате включения эжекторов 24, 22 и 19 давление еще понижается, что вызывает дополнительное охлаждение продукта.
Интенсивность охлаждения увеличивается благодаря включению мешалки, в трубы 18 которой подается холодная вода, предварительно охлаждаемая в трубчатом охладителе 25. При охлаждении происходит кристаллизация сахара. Кристаллизатор снабжен контрольно-измерительными приборами.
26
Первоначальный вакуум, необходимый для загрузки продукта, должен достигать (85,32 - 86,66)·104 н/м2. Продолжительность загрузки 10 - 15 мин. Продолжительность охлаждения продукта до температуры усиленной кристаллизации не должна превышать 45 - 50 мин. Продукт выдерживают при 30 – 32 °С в течение 45 мин. Повторное охлаждение до второго периода усиленной кристаллизации до температуры 27,5 °С продолжается 10 – 15 мин, выдержка – 45 мин. Окончательно охлаждается продукт до конечной температуры (20 – 21 °С) за 20 мин.
Рис. 14. Горизонтальный вакуум-кристаллизатор с комбинированным охлаждением: 1 - масляные кольца; 2 - масленка; 3 - подшипник; 4 - сальниковая набивка; 5 - патрубок для входа воды; 6 - втулка сальника; 7 - муфта; 8 - редуктор; 9 - электродвигатель; 10 - крышка сальника; 11 - вал мешалки; 12 - люк; 13 и 16 - дистанционные термометры; 14 и 21 – вакуумметр; 15 - термограф; 17 - смотровое стекло; 18 - трубы мешалки; 19 - эжектор II ступени; 20 - поверхностный конденсатор; 22 – эжектор I ступени; 23 - манометр; 24 - пусковой эжектор; 25 - трубчатый охладитель для воды
27
Вакуум-кристаллизаторы, работающие по принципу самоиспарения
Наибольшее распространение получили вакуумкристаллизаторы, работающие по принципу самоиспарения
(рис. 15).
Рис. 15. Вакуум-кристаллизатор, работающий по принципу самоиспарения: 1 – мешалка, 2 – люк, 3 – смотровое окно, 4, 17 приемникииспарителя; 5 – осветительный фонарь; 6 – термометр; 7 – редуктор; эжектор первой ступени; 9 – конденсатор первой ступени; 10 – эжектор второй ступени; 11 – конденсатор второй ступени; 12 – эжектор третьей ступени; 13 – конденсатор третьей ступени; 14 – эжектор четвертой ступени; 15 – барометрические трубы; 16 – пусковой эжектор
28
Молоко из вакуум-аппарата поступает в приемники 4 и 17 испарителей. Системой эжекторов и двумя конденсаторами смешения в приемнике создается глубокий вакуум, вследствие чего продукт кипит. В результате выделения тепла при парообразовании снижается температура сгущенного молока, и оно охлаждается. Для равномерности охлаждения и кристаллизации в приемниках вращаются мешалки.
В вакуум-кристаллизаторах можно устанавливать поверхностные конденсаторы вместо конденсаторов смешения.
ФАСОВОЧНО-УПАКОВОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ КОНСЕРВИРОВАННЫХ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ
Сгущенные молочные продукты (молоко, сливки, кофе с молоком, какао с молоком) фасуют на автоматах ДН2 или ДНЗ, предназначенных для объемного дозирования и наполнения стеклянных и металлических банок различной вместимости пищевыми продуктами вязкостью соответственно 0,4 - 3 и 3 - 8 Па·с. Для фасования продуктов вязкостью до 0,4 Па·с применяют автоматы ДН1.
Типоразмер наполнительного автомата ДН2-03-250-1 означает, что автомат предназначен для фасования жидких продуктов вязкостью 0,4 - 3 Па·с в тару вместимостью до 0,3 дм3; производительность автомата 250 банок в минуту, и он имеет первое конструктивное исполнение.
Дозировочно-наполнительные автоматы ДН2 и ДНЗ имеют одинаковое устройство и состоят из станины (рис. 16) дозирующего устройства, продуктового бака, копира, продуктопровода, регулятора подачи продукта, механизмов приема и выдачи банок, привода и электрооборудования.
Он предназначен для дозирования по объему и выдачи сформированной дозы в банку. Доза продукта формируется при ходе поршня вниз. При этом отверстие в днище бака открыто, и продукт свободно попадает в надпоршневое пространство. Поршень перемещается с помощью привода, имеющего шток с роликом. Обкатываясь по копиру, ролик перемещает шток вверх или вниз. Выдача дозы в банку происходит при ходе поршня вверх.
29
При наличии банки клапан поворачивается блокировочным устройством, при отсутствии банки блокировочное устройство не поворачивает клапан и продукт во время хода поршня вверх возвращается обратно в бак.
Закаточные машины можно применять как раздельно, так и в агрегате с дозировочно-наполнительными автоматами.
Рис. 16. Дозировочно-наполнительный автомат ДНЗ: 1 - станина; 2 - карусель с дозаторами; 3 - механизм приема и подачи банок; 4 - механизм выдачи банок
Для консервной промышленности выпускают закаточные машины следующих типов:
•ЗК1 - автоматические для стеклянной тары;
•ЗК2 - автоматические вакуумные для стеклянной тары;
•ЗКЗ - автоматические для стеклянной тары, агрегатированные с наполнителем;
•ЗК4 - полуавтоматические для стеклянной тары;
30