Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Холодильное технологическое оборудование. Учебное пособие.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
О.Н. Буянов, Н.Н. Воробьёва, А.В. Усов
ХОЛОДИЛЬНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
Учебное пособие
Для студентов вузов
2-е изд.,
переработанное и дополненное
Рекомендовано Сибирским региональным учебно-методическим
центром высшего профессионального образования
для межвузовского использования в качестве учебного пособия
для студентов, обучающихся по специальности 140504.65
«Холодильная, криогенная техника и кондиционирование»
Кемерово 2009
2
УДК 621.565(075)
ББК 31.392я7
Б94
Рецензенты:
В.А. Онищенко, директор НВП
«Сибагропереработка» ВАСХНИЛ, канд. техн. наук;
В.В. Матюшев, первый проректор ФГОУ ВПО КрасГАУ,
д-р техн. наук, профессор
Рекомендовано редакционно-издательским советом
Кемеровского технологического института
пищевой промышленности
Буянов, О.Н.
Б94 Холодильное технологическое оборудование : учебное
пособие / О.Н. Буянов, Н.Н. Воробьёва, А.В. Усов; Кемеровский техноло
гический институт пищевой промышленности. -
2-е изд., перераб. и доп. - Кемерово, 2009. - 200 с.
ISBN 978-5-89289-542-2
Рассмотрены вопросы расположения и применения холодильного технологического оборудования. Приведены конструкции и технические характеристики оборудования, рассмотрены принципы его работы. Изложены методы расчета некоторых скороморозильных аппаратов с примерами расчетов.
Предназначено для студентов вузов, обучающихся по
специальности «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование».
УДК 621.565(075)
ББК 31.392я7
ISBN 978-5-89289-542-2
Охраняется законом
об авторских правах,
не может быть использовано
любым незаконным способом
без письменного договора
© КемТИПП, 2
© КемТИПП, 2009, с до
полнениями
004
3
Оглавление
Предисловие………………………………………………………..4
1. Системы воздухораспределения охлаждаемых помещений.....5
2. Расчет систем воздухораспределения………………………...12
3. Холодильное технологическое оборудование для охлаждения
мяса и мясопродуктов…………………………………………18
4. Холодильное технологическое оборудование для охлаждения
молока и молочных продуктов..………………………...……26
5. Оборудование для охлаждения рыбы………………………...32
6. Оборудование для охлаждения плодов и овощей……………38
7. Холодильное технологическое оборудование камер замора-
живания мяса………………………………………..………....46
8. Воздушные морозильные аппараты…...……………………...55
9. Контактные морозильные аппарат
10. Криогенные морозильные аппараты………………………...97
11. Оборудование для размораживания пищевых продуктов…110
12. Оборудование для озонирования и регулирования относи-
тельной влажности воздуха…………………..……………120
Варианты заданий для расчетов……...………………………...124
Флюидизационный морозильный аппарат…………….....125
Аппарат для замораживания в жидком хладоносителе упа-
кованной в пленку птицы……………………………..…..…….143
Воздушный конвейерный морозильный аппарат……...…150
Плиточный морозильный аппарат периодического действия
с горизонтальным расположением плит для замор
дуктов в блоках……...…………………………………….……..166
Аппарат с распылением жидкого азота в грузовом отсеке…..181
Список литературы ……………………………………………..191
Приложения……………………………………….……………..194
ы………………………….80
аживания про-
4
Предисловие
Холодильное технологическое оборудование применяется
практически на всех пищевых предприятиях. Без него невозможно обеспечить обработку, приготовление и сохранность
продуктов питания.
Курс «Холодильное технологическое оборудование» является завершающим при подготовке инженеров, и поэтому основной его задачей является то, чтобы на базе полученных знаний по курсам теплопередачи, термодинамики, машин низкотемпературной техники, холодиль
техники, теплообменных аппаратов низкотемпературной техники, научных основ криологии, кондиционирования объяснить
особенности процессов, происходящих в холодильных камерах
и аппаратах при холодильной обработке пищевых продуктов.
В основу издания положен многолетний опыт преподавания дисциплины «Холодильное технологическое оборудование». Пособие подготовлено преподавателями кафедры «Теплохладотехника» Кемеровского технологического института пищевой промышленности в с
оответствии с учебной программой
курса «Холодильное технологическое оборудование» высших
учебных заведений для студентов, обучающихся по специальности 140504.65 «Холодильная, криогенная техника и кондиционирование». Авторы: О.Н. Буянов, профессор, д-р техн. наук;
Н.Н. Воробьёва, доцент, канд. техн. наук; А.В. Усов, доцент,
канд. техн. наук.
Пособие со
держит описание оборудования для воздухораспределения и аппаратов по охлаждению, замораживанию,
хранению и размораживанию пищевых продуктов. Рассмотрены
способы, методы и аппараты для приготовления искусственной
газовой среды в камерах хранения пищевых продуктов.
Приведены примеры расчетов различного холодильного
технологического оборудования с подбором отдельных агрегатов,
даны варианты заданий.
В приложении представлены физические свойства пищ
вых продуктов, наличие которых необходимо для расчета морозильных аппаратов.
ных установок, холодильной
е-
5
1. Системы воздухораспределения охлаждаемых помещений
Системы воздухораспределения предназначены для организации движения воздуха в охлаждаемых помещениях. Для
этого их оснащают специальным оборудованием или устройствами. В холодильных камерах применяют следующие основные
системы воздухораспределения: туннельную; ложный потолок;
системы воздушного душирования; воздуховоды с соплами; канальные и безканальные системы.
Туннельная система состоит из туннеля, в котором находится пи
ке, и перегородок, организующих движение воздушного потока в
системе. Воздух может перемещаться вдоль короткой (поперечное движение) и длинной (продольное движение) сторон помещения или же в вертикальной плоскости туннеля (рис. 1).
щевой продукт, подвергающийся холодильной обработ-
Рис. 1. Туннельная система воздухораспределения с движением
воздуха в вертикальной плоскости:
1 – воздухоохладитель; 2 – перегородки; 3 – туннель
Охлажденный в воздухоохладителе воздух вентиляторами
направляется в туннель, где он омывает продукт, который может располагаться на подвесных путях, этажерках, а также находиться в формах, ящиках или в коробках.
Туннели с поперечным движением воздуха оснащаются
несколькими осевыми вентиляторами, а туннели с продольным
6
движением – центробежными. Для туннелей с продольным движением воздуха характерно значительное аэродинамическое сопротивление в циркуляционном кольце и меньший (по сравнению с туннелями с поперечным движением) расход воздуха.
Туннельную систему воздухораспределения применяют в
камерах холодильной обработки продуктов.
Ложный потолок изготовляют из асбошиферных или пластиковых листов, установленных в виде щитов между балками
подвесн
ых путей. В щитах, уложенных над рельсами подвесных
путей, предусматриваются щели шириной 30–40 мм.
Высота пространства, образующегося между ложным потолком и перекрытием, в многоэтажных холодильниках составляет 800 мм; высота этого пространства в одноэтажных холодильниках определяется величиной наклона кровли.
Элемент конструкции камеры, оборудованной ложным
потолком, представлен на рис. 2.
Рис. 2. Элемент конструкции камеры с ложным потолком:
1 – ложный потолок; 2 – подвесной путь; 3 – полутуша мяса
7
Ширина щелей ложного потолка – 30–40 мм, а длина –
300–700 мм при расстоянии между щелями 200–300 мм. При
указанных конструктивных размерах щелей ложного потолка
система воздухораспределения обеспечивает расчетные скорости движения воздуха.
Система воздушного душирования состоит из металлических воздуховодов прямоугольного или фасонного сечения, находящихся над подвесными путями. В воздуховоды вмонтированы цилиндрические сопла диам
етром 50 мм, расположенные в
шахматном порядке (5–6 сопел на 1 м длины воздуховода).
При воздушном душировании полутуш мяса бедренные
части обдуваются воздушными струями, выходящими из сопел.
Элемент конструкции камеры, оборудованной системой воздушного душирования, показан на рис. 3. Выходя из сопел и
расширяясь за счет эжекции окружающего воздуха, струи воздуха сливаются и дв
ижутся одним потоком, обдувая сначала с
наибольшей скоростью бедренные части полутуш, а затем с
меньшей – лопаточные. При движении струй их пограничные
слои складываются, в результате чего средняя скорость движения воздуха в зоне бедра полутуши становится выше средней
скорости струи, выходящей из отдельного сопла.
Рис. 3. Система воздушного душирования:
1 – воздуховод; 2 – сопло; 3 – подвесной путь; 4 – полутуша мяса
8
Воздуховоды с продольными или с поперечными щелями.
Эта система воздухораспределения состоит из воздуховодов,
расположенных между подвесными путями (рис. 4). Холодный
воздух, выходящий из сопел, обдувает толстые бедренные части
полутуш.
В отличие от системы воздушного душирования изготовление воздуховодов со щелями значительно проще и дешевле.
При подаче воздуха в камеру через продольные щели с
оптимальной скорость
ю обдувается лишь часть поверхности
бедренной части полутуши, что приводит к увеличению продолжительности холодильной обработки мяса.
Рис. 4. Элементы конструкций камеры с воздуховодами:
а) с продольными щелями; б) с поперечными щелями;
1 – полутуша мяса; 2 – сопло; 3 – подвесной путь; 4 - воздуховод
Более совершенной является система подачи воздуха через
поперечные щели воздуховодов, которые целесообразно размещать между подвесными путями (это позволяет приблизить воздуховод к продукту и значительно снизить скорость выхода воздуха
из сопла). Для нормального обдува бедренных частей полутуши
необходимо предусмотреть восемь щелей на 1 м воздуховода.
В камерах хранения необходимо создавать равномерные
температу
рные и влажностные поля в грузовом объеме камеры,
экранировать наружные ограждения охлаждаемых помещений
воздушными струями. Поэтому воздухоохладитель является од-
9
ним из основных типов охлаждающего оборудования камер,
причем применяют как постаментные, так и подвесные воздухоохладители. Постаментные воздухоохладители устанавливают
чаще всего в специально предназначенных для них помещениях.
Иногда их располагают в вестибюлях или в экспедициях, на антресолях или на полу у стены соответствующей камеры. Расположение постаментных воздухоохладителей непосредственно в
камерах нежелат
ельно, так как усложняется их обслуживание,
кроме того, может произойти нежелательное подмораживание
продуктов.
Подвесные воздухоохладители монтируют непосредственно в камерах под потолком, подвешивая их к строительным конструкциям. Выбор типа связан с принимаемой системой воздухораспределения. Воздух в камерах хранения распределяют по
двухканальной, одноканальной или бесканальной системе. Постаментные вертикальные и горизонталь
ные воздухоохладители, устанавливаемые на полу камеры или на антресолях, оборудуются двух- или одноканальной системой воздухораспределения. Подвесные воздухоохладители, расположенные в камере,
работают по бесканальной системе воздухораспределения.
Двухканальное распределение воздуха осуществляется с
помощью нагнетательных и всасывающих воздуховодов круглого или прямоугольного сечения (рис. 5).
Рис. 5. Двухканальная система воздухораспределения:
1 – всасывающий канал; 2 – вентилятор; 3 – воздухоохладитель;
4 – нагнетательный канал
10
Воздуховоды размещают в верхней части камеры. Расстояние между нагнетательными и всасывающими каналами
должно быть не менее 4–5 и не более 8–10 м. Расчетная скорость воздуха в каналах – 6–8 м/с. По длине канала площадь его
сечения уменьшается. В стенках канала имеются окна для раздачи воздуха. Скорость воздуха на выходе из окон – 2–3 м/с.
Одноканальные си
стемы воздухораспределения подразделяют: на систему с эжекторным распределением воздуха с помощью сопел и системы с раздачей воздуха через окна (рис. 6).
Рис. 6. Одноканальная система воздухораспределения:
1 – нагнетательный канал; 2 – штабель груза
В системе с эжекторным распределением воздуха нагнетательный канал располагается над грузовым проходом. Воздух
распределяется через круглые или щелевые сопла. Размеры щелевого сопла – 600х10 мм. Всасывающее окно воздухоохладителя располагают вблизи грузового прохода. Воздух, выходящий
из сопла, эжектирует окружающий воздух камеры, ввиду чего
разность температур воздуха, образующегося при смешении
воздуха камеры, невели
ка. Это позволяет проектировать воздухоохладители с увеличенной (по сравнению с двухканальной
системой) разностью температур воздуха на входе и выходе из
воздухоохладителя и снизить энергозатраты на привод вентилятора воздухоохладителя. Одноканальную систему с эжекторным
воздухораспределением воздуха применяют при наличии гладкого потолка в камере.
В одноканальной системе воздухораспределения с малым
подохлаждением (2–2,5 °С) и скорость
ю воздуха на выходе из