Шаршунов_Кирик_Техоборудование мясокомбинатов
.pdf531
сигнализации. Наибольшее значение в торговом холодильном оборудовании имеют следующие приборы автоматики: терморегулирующие вентили, реле давления.
Терморегулирующие вентили регулируют поступление жидкого холодильного агента в испаритель в таких объемах, чтобы температура его кипения соответствовала расчетной (на 10 С ниже температуры в охлаждаемом помещении). Увеличение или уменьшение количества холодильного агента в испарителе ведет к гидравлическому удару и выходу из строя компрессора либо к уменьшению холодопроизводительности машины.
Реле давления – прибор, преобразующий изменение давления в испарителе или конденсаторе в замыкание и размыкание контактов на магнитном пускателе электродвигателя компрессора.
Паровая компрессионная холодильная машина (рис.18.2), реализующая холодильный цикл в замкнутой системе, заполненной хладагентом, циркулируя, отнимает теплоту от охлаждаемой среды и, совершив круговой процесс, возвращается в первоначальное состояние.
тепло, передаваемое внешней среде
холодильная машина
работа
тепло от продукта
Рис. 18.2. Принципиальная схема работы холодильной машины
Работа холодильной установки, имеющей компрессорную установку, осуществляется таким образом (рис. 18.3). В испарителе 3 кипит хладагент, в результате чего образуется пар.
Компрессор 2 отсасывает пары хладагента из испарителя 3. В компрессоре пары хладагента сжимаются (при этом он перегревается) и нагнетаются в конденсатор 1. В конденсаторе перегретые пары хладагента охлаждаются воздухом (или водой) и конденсируются, т.е. переходят в жидкое состояние.
Сжиженный хладагент поступает к терморегулирующему вентилю – устройству, регулирующему количество хладагента, подаваемого в испаритель, и при этом в терморегулирующем вентиле давление хладагента снижается с давления конденсации до давления испарения. Затем жидкий хладагент в испарителе вновь закипает, пары отсасываются компрессором и цикл повторяется в замкнутой герметичной системе с циркуляцией хладагента.
Работа хладагента не меняет его количество, а только физическое состояние: пар – жидкость – пар. Тем не менее, частичная потеря хладагента все-таки возможна из-за неплотностей в соединениях трубопровода.
532
1 |
|
2 |
3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воздух
|
Теплота |
5 |
4 |
Рис. 18.3. Схема устройства компрессионной холодильной машины:
1 – конденсатор; 2 – компрессор; 3 – испаритель; 4 - охлаждающая камера; 5 - регулирующий вентиль
Надежность поддержания требуемой температуры хранения и функционирования системы во многом определяется качеством холодильного оборудования и уходом за ним в процессе эксплуатации.
Оборудование должно выполняться в виде единого блока полной заводской готовности либо сборным из отдельных элементов, обеспечивающих возможность сборки и разборки оборудования и его холодильной машины на месте монтажа: агрегатов, компрессоров, конденсаторов, вентиляторов и пр.
Впроцессе эксплуатации трущиеся детали компрессоров смазываются специальными минеральными и синтетическими маслами нефтяного происхождения или их смесями. Масло не должно содержать воду, механические примеси, водорастворимые кислоты и щелочи.
Всоответствии с требованиями стандартов современные холодильные устройства и аппараты должны работать экономично, бесшумно, без выбросов загрязняющих веществ и
сочень низким тепловым излучением.
Конструктивное объединение всех или некоторых частей холодильной установки в единый узел называется агрегатом. Такое объединение выполняется на одном основании (раме, плите). Этим обеспечивается компактность машины, удобство ее обслуживания, упрощение монтажных и ремонтных работ и в целом повышается надежность установки.
В зависимости от комплектации различают следующие типы агрегатов:
компрессорные, включающие компрессор и электродвигатель;
компрессорно-конденсаторные, в состав которых входит компрессор, конденсатор, ресивер, вспомогательные аппараты, приборы автоматики и двигатель;
аппаратные, подразделяющиеся на испарительно-регулирующие и испарительно-конденсаторные;
комплексные агрегаты, имеющие в составе все элементы холодильной машины, приборы автоматики и электродвигатель.
Различают холодильные агрегаты с открытыми компрессорами и с герметичными (рис.18.4). В последних моделях торгового холодильного оборудования
533
применяются герметичные компрессорно-конденсаторные и комплексные холодильные агрегаты, которые наиболее полно отвечают современным требованиям.
а |
б |
в |
г |
|
Рис. 18.4. Холодильные агрегаты:
а – агрегат холодильный герметичный поршневой; б – агрегат холодильный открытый поршневой; в, г – агрегат холодильный компрессорно-коденсаторный
По виду применяемого хладагента различают холодильные агрегаты аммиачные и хладоновые.
Экономичными и надежными устройствами, способными работать при колебании напряжения в сети –10…+15%, являются герметические холодильные агрегаты ВС (среднетемпературные), ВН (низкотемпературные), ВСэ (среднетемпературные экранированные) и ВНэ (низкотемпературные экранированные). Эти агрегаты работают в автоматическом режиме, с низким шумовым эффектом (60 ДБа). В связи с небольшими габаритами широко применяются в сборно-разборных холодильных камерах, витринах, шкафах, прилавках и пр.
Все низкотемпературные агрегаты имеют в своем составе определитель жидкости. Для низкотемпературных и среднетемпературных агрегатов на 1600 Вт и более рекомендуется использовать воздухоохладители.
Наиболее удобным и простым в эксплуатации является используемое в настоящее время для оснащения торговых холодильных емкостей полностью агрегатированное (комплексные агрегаты) холодильное оборудование типа моноблока и сплит-системы. В основном их используют для установки в холодильных камерах.
534
Современные конструкции холодильных агрегатов, моноблоков и сплит-систем должны соответствовать следующим требованиям: полная заводская готовность и простота монтажа; высокая надежность и минимальная необходимость технического обслуживания; использование в них современных образцов компрессоров и комплектующих; полностью автоматический режим работы; многоступенчатая система автоматической защиты; высокая адаптация к местным климатическим условиям эксплуатации; использование в агрегатах хладагентов, отвечающих современным требованиям экологической безопасности; наличие сертификатов соответствия международным и принятым в РБ стандартам.
Моноблок (рис.18.5) представляет собой холодильную установку для модульной холодильной камеры в герметическом исполнении, выполненной в виде единого блока, состоящего из: герметичного поршневого компрессора; конденсатора воздушного охлаждения с одним или двумя электровентиляторами; воздухоохладителя и электронным блоком управления. Электродвигатель обеспечивает пуск и нормальную работу компрессора и защищен от перегрузок тепловым реле. Корпус моноблока выполняется из металла - листовой окрашенной стали и пр.
Рис. 18.5. Общие виды современных холодильных моноблоков
Система автоматики моноблока обеспечивает поддержание в холодильной камере требуемого температурного режима; защиту от аварийных ситуаций; периодическую оттайку воздухоохладителя посредством электронагревателей с последующим удалением воды за счет системы длительного испарения.
Практически все модели моноблоков оснащены монитором напряжения, обеспечивающим отключение оборудования в случае отклонения напряжения от допустимых норм с последующим автоматическим включением. Во всех установках используется экологически безопасный хладагент.
Моноблоки различают по следующим рабочим характеристикам:
тип и модель исполнения;
максимальный потребляемый ток, А;
рабочий диапазон температур, С;
хладопроизводительность, Вт;
рекомендуемый объем камеры, м3;
рабочее напряжение используемой сети, В;
холодильный агент системы.
Моноблок вставляется в специально вырезанное отверстие в стене камеры (размер отверстия указывается в паспорте), при этом часть его корпуса оказывается внутри камеры (внутренняя часть моноблока), а другая – снаружи (наружная часть моноблока). Части моноблока изолируются теплоизоляционной прокладкой, закрывающей отверстие в стене камеры. Герметичность камеры восстанавливается обработкой стыков силиконом.
535
Во внутренней части моноблока расположен испаритель с вентилятором и ТЭНом оттаивания, в наружной части – конденсатор с вентилятором, компрессор и электронный блок управления.
Сплит-система (рис.18.6) – это агрегатированное холодильное оборудование, выполненное в виде двух раздельных частей:
1)компрессорно-конденсаторный агрегат с герметическим компрессором, конденсатором воздушного охлаждения и электрической панелью управления;
2)воздухоохладительный агрегат с электронагревателем для оттаивания.
Рис. 18.6 - Сплит-система
Монтаж данного агрегата можно осуществить на объектах, где невозможно установить моноблок, в том числе с разнесением модулей на расстояние до 10 м.
Следует отметить, что стоимость сплит-системы выше, чем моноблока, а монтаж сложнее, но качество и эффективность работы – выше.
Мощность предлагаемых на рынке торгового машиностроения моноблоков и сплитсистем обеспечивает весь диапазон объемов холодильных камер: от малых камер до холодильных складов. Среднетемпературные аналоги рассчитаны на поддержание температур хранения от +10 до +5 С, низкотемпературные от –15 до -25С, а также для замораживания и хранения при температуре -40С и ниже.
Моноблоки и сплит-системы для малых и средних объемов камер комплектуются герметичными поршневыми компрессорами и рассчитаны на эксплуатацию внутри отапливаемых помещений, либо (с дополнительным оснащением) для работы на улице. Агрегаты для камер средней и большой емкости (для оптовой торговли, супермаркетов, комбинатов общественного питания) выпускаются преимущественно с полугерметическими поршневыми компрессорами и предназначены для монтажа, при котором компрессорно-конденсаторная часть машины размещается вне помещения.
В настоящее время выпускаются агрегаты и на базе герметичных спиральных компрессоров, что является более перспективным по сравнению с поршневыми машинами: увеличивается срок службы, ниже уровень шума, вибрации и пр.
Моноблоки и сплит-системы рассчитаны на работу при температурах окружающего воздуха от – 40 до + 40 С. В них используются хладагенты R22, R404а, R124а, отвечающие современным требованиям экологической безопасности.
536
18.4. Камеры охлаждения и замораживания
Охлаждение мяса и мясопродуктов в воздухе можно осуществить как одностадийным способом (при постоянном режиме в течение всего процесса охлаждения 30…36 ч при температуре воздуха около 0°С, относительной его влажности 87…97 % и скорости его движения 0,15…0,25 м/с), так и двух- и трехстадийными способами, когда каждая стадия процесса отличается по параметрам теплоотводящей среды (на первой стадии процесса температура охлаждающего воздуха не ниже –8 °С при создании скорости его движения 1,0…2,0 м/с при продолжительности процесса охлаждения 7…10
ч).
Технология замораживания мяса предусматривает два способа: двухфазный, когда замораживается предварительно охлажденное мясо, и однофазный, когда замораживается парное, неостывшее мясо. В аппаратах интенсивного замораживания температура воздуха поддерживается –30…–40 °С при скорости его движения около полутуши 2,0…3,0 м/с. Продолжительность замораживания в таких условиях составляет 16…24 ч, при усушке – 1,5 %.
Камеры охлаждения (рис. 18.7) с поперечным движением воздуха или с дутьем воздуха сверху вниз предназначены для охлаждения мяса и могут быть циклического (периодического) или непрерывного действия. Вместимость камер циклического действия рассчитывают не более чем на полусменную производительность цеха первичной переработки скота, а непрерывного – на всю выработку мяса в смену.
1 |
А |
|
2 |
||
|
А |
А-А |
2 |
1 |
3 |
Рис. 18.7. Принципиальная схема камеры охлаждения фруктов с интенсивным движением воздуха
Камера охлаждения с поперечным движением воздуха (рис. 18.8, а) состоит из воздухоохладителя 1, перегородок 2, охлаждаемых полутуш мяса 3, перемещаемых с помощью подвесного пути 4 (стрелки показывают направление движения воздуха). Камера охлаждения с подачей воздуха сверху вниз (рис. 18.8, б) включает в себя воздухоохладитель 1, вентилятор 2, ложный потолок 4 и охлаждаемые туши 5, перемещаемые с помощью подвесного пути 3.
На подвесные пути камер охлаждения мясо загружают с помощью конвейера или вручную, одновременно сортируя его по категориям упитанности и массе. Размещают туши с интервалами на рамах в 30…50 мм. На участке подвесного пути длиной 1 м
537
размещают 2…3 говяжьих или 3…4 свиных полутуши. Крупные туши размешают в зоне с наиболее низкой температурой и наиболее интенсивным движением воздуха.
Охлаждение мяса в полутушах и тушах осуществляют в помещениях камерного типа или туннелях, оборудованных подвесными конвейерами, приборами охлаждения и системами воздухораспределения. Камеры охлаждения представляют собой теплоизолированные помещения вместимостью 15…45 т. В последнее время камеры проектируют шириной не более 6,0 м и длиной 30,0 м.
Рис. 18.8. Принципиальная схема камеры охлаждения мяса:
а – с поперечным движением воздуха, б – с подачей воздуха сверху вниз
Распределение воздуха в грузовом объеме камеры охлаждения осуществляют: |
|
через нагнетательные и всасывающие каналы; безканальными (струйными) системами с |
|
подачей воздуха в пространство между потолком и каркасом подвесных путей; |
|
туннельными системами с продуванием воздуха вдоль или поперек подвесных путей |
|
камеры; через щели ложного потолка с дутьем воздуха сверху вниз; вентилированием |
|
грузового объема камеры потолочными воздухоохладителями; из сопл межпутевых |
|
воздуховодов, расположенных над полутушами (метод воздушного душирования). |
|
Плоды и овощи охлаждают также в камерах или туннелях с интенсивным |
|
движением воздуха (рис. 18.14), состоящих из компрессорно-конденсаторного агрегата 1, |
|
потолочного воздухоохладителя с воздуховодом 2, штабелей из контейнеров для фруктов |
|
и овощей 3. Затаренные плоды и овощи укладывают с таким расчетом, чтобы воздух |
|
свободно омывал их со всех сторон. В некоторых случаях для ускорения охлаждения |
|
пользуются передвижными воздухоохладителями. |
|
Техническая характеристика камеры охлаждения: |
|
Вместимость камеры, т ........................... |
10,0 |
Температура воздуха в камере, °С ......... |
0 |
Начальная температура внутри продукта, °С |
+15 |
Конечная температура внутри продукта, °С |
+4 |
Продолжительность охлаждения, ч ....... |
18 |
Подача вентилятора, м3/ч........................ |
5400 |
Установленная мощность электродвигателя, кВт |
0,75 |
Габаритные размеры, мм ........................ |
6000 7000 5000 |
538
Камеры замораживания (рис. 18.9) обеспечивают замораживание мяса и мясопродуктов и состоят из батарей и воздухоохладителей и могут быть с вынужденным или естественным движением воздуха. Камеры с вынужденным движением воздуха оборудуют воздухоохладителями, а иногда и батареями в сочетании с различными системами воздухораспределения, а камеры с естественным движением воздуха – пристенными, потолочными или межрядными радиационными батареями.
Рис. 18.9. Принципиальная схема камеры замораживания мяса:
а– однофазного с поперечным движением воздуха; б – с межрядными батареями;
в– тупикового типа
539
Взависимости от организации технологического процесса камеры замораживания могут быть однофазного или двухфазного замораживания. В камерах однофазного замораживания предусмотрена большая площадь поверхности охлаждающих устройств.
Конструктивно камеры замораживания выполняют проходными или тупиковыми.
Впроходных камерах мясо загружается и выгружается через дверные проемы, расположенные обычно в торцевых стенах камеры. В тупиковых камерах загрузка и выгрузка происходят через один общий дверной проем.
Камеры замораживания мяса могут работать непрерывно или периодически. В камерах туннельного типа, работающих непрерывно, осуществляется поточность технологического процесса.
Оборудование камеры замораживания туннельного типа с поперечным движением воздуха (рис. 18.9, а) состоит из потолочных воздухоохладителей 1 с направляющими аппаратами 6, расположенных над ложным потолком 3 и подвесными путями 5, укрепленными на подвесках 2. Охлажденный в воздухоохладителях воздух направляется в камеру через нагнетательные отверстия 4 в ложном потолке, омывает полутуши мяса, и отепленный воздух через всасывающее отверстие вновь направляется на охлаждение в воздухоохладитель.
Вморозильной камере туннельного типа с межрядными батареями (рис. 18.9, б) размещено четыре туннеля, в каждом из которых имеется один подвесной путь для подвешивания и передвижения мяса.
Вдоль стен каждого туннеля установлены пристенные оребренные батареи 6. Нагнетаемый вентилятором 3 воздух по каналу, образованному ложным потолком и перекрытием камеры, через нагнетательное отверстие 1 направляется в первый туннель, в котором, двигаясь сверху вниз, омывает замораживаемые полутуши. Через отверстие 5 в нижней части перегородки 2 первого туннеля воздух попадает во второй туннель, в котором он циркулирует уже снизу вверх. Далее воздух через отверстие перегородки переходит в третий туннель, опускается вниз и направляется в четвертый туннель, из которого засасывается вентиляторами через всасывающее отверстие 4, и снова направляется в первый туннель. Приближение в таких камерах теплоотводящих приборов к поверхности продукта дает возможность использовать не только конвективный, но и радиационный теплообмен, что сокращает продолжительность замораживания и уменьшает усушку.
Камеры замораживания тупикового типа с ложным потолком (рис. 18.9, в) имеют воздухоохладитель с всасывающим отверстием около пола камеры. Охлажденный воздух выбрасывается из воздухоохладителя вентилятором 1 в пространство между перекрытием и ложным потолком камеры, находящимся на уровне каркаса подвесных путей. В грузовой объем камеры замораживания воздух поступает через щелевые сопла 2 по обе стороны ниток подвесных путей 3.
Техническая характеристика камеры замораживания мяса:
Вместимость камеры, т .................................. |
10,0 |
|
Температура воздуха в камере, °С ................ |
–30…–35 |
|
Начальная температура внутри продукта, °С +20 |
|
|
Конечная температура внутри продукта, °С –10…–15 |
|
|
Продолжительность замораживания, ч ........ |
18 |
|
Тип компрессора............................................. |
винтовой |
|
Подача вентилятора, м3/ч............................... |
30 000 |
|
Установленная мощность электродвигателя, кВт |
7,5 |
|
Габаритные размеры, мм ............................... |
6000 7000 5000 |
|
Закалочные камеры (с воздушным |
охлаждением) обеспечивают завершение |
процесса замораживания частично замороженной смеси мороженого и бывают с вертикальным конвейером (с люльками, в которые загружают брикеты мороженого) или с горизонтальным (без люлек) конвейером.