Теплове обладнання підприємств з переробки плодів і овочів

РЕФЕРАТ на тему:

Теплове обладнання підприємств з переробки плодів і овочів

ЗМІСТ

1.АПАРАТИ ДЛЯ БЛАНШУВАННЯ, ОБШПАРЮВАННЯ І ПІДІГРІВАННЯ

2.СУШИЛЬНІ АПАРАТИ

ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА

У плодоовочевому консервному виробництві використовують апарати для попередньої обробки сировини, обжарювальні, випарні, для спеціальної обробки, сушильні, а також допоміжне обладнання.

1. АПАРАТИ ДЛЯ БЛАНШУВАННЯ, ОБШПАРЮВАННЯ І ПІДІГРІВАННЯ

Сировину, призначену для консервування (зелений горошок, спаржу, капусту, стручки квасолі, шпинат, перець, томати, кукурудзу, яблука, груші, айву, сливи), піддають попередній тепловій обробці гарячою водою, водними розчинами кухонної солі, лугу, кислоти, водяною парою, а також шляхом зіткнення з поверхнею нагрівання.

Залежно від призначення попередньої теплової обробки температура продукту підвищується до 85 - 96 °С. Тривалість обробки визначається швидкістю теплових, хімічних, біохімічних процесів, що відбуваються при цьому, і становить від кількох секунд до 15 хв. У випадках, коли треба припинити вплив тепла на продукт, останній охолоджують водою.

За призначенням теплової обробки і способом передачі теплоти продукту процес називають бланшуванням, обшпарюванням або підігріванням, а теплові апарати — відповідно бланшувачами, обшпарювачами і підігрівачами. Апарати кожної з цих груп можна поділити на апарати періодичної і безперервної дії — апарати, що працюють при атмосферному тиску, під вакуумом і надмірним тиском; апарати з нагрівальною камерою і барботерами.

Бланшувачі періодичної дії через малу продуктивність застосовуються рідко, а безперервної дії звичайно працюють при атмосферному тиску з подачею пари через барботери.

Обшпарювачі бувають як періодичної дії (закриті), так і безперервної (гвинтовий, стрічковий). Звичайно, у всіх парообшпарювачів пара підводиться через барботери; закриті працюють під надмірним тиском, інші — при атмосферному тиску.

БЛАНШУВАЧІ

Плоди й овочі бланшують у гарячій воді, розчині солі або кислоти, а також у середовищі водяної пари. Метою цього процесу є:

-  збереження природного кольору продукту (чого досягають руйнуванням окислювальних ферментів під впливом порівняно високих температур) або зміна його відповідно до стандартів;

-  зменшення об'єму продуктів і набуття ними пружності для забезпечення повного і щільного наповнення банок;

-  видалення повітря з тканин продуктів і створення умов для кращого збереження вітамінів та зменшення корозії жерстяних банок;

-  руйнування плазматичного шару плодів для полегшення подальшого відтискування соку на пресах;

-  збільшення проникності оболонки плодів та овочів і полегшення дифузії цукру при виготовленні варення;

-  часткове знищення мікроорганізмів (дріжджі, плісеневі гриби), які знаходяться переважно на поверхні сировини;

-  полегшення зняття шкірки плода.

Плоди і овочі бланшують цілими і шматочками. Для зниження витрат розчинних речовин застосовують переважно водні розчини кухонної солі або водяну пару.

Воду для бланшування звичайно підігрівають барботуванням пари в неї. Пара через барботери подається в камеру з продуктом, який безпосередньо стикається з водою (розчином солей, кислот) або парою.

Від нагрівального середовища до поверхні продукту теплота передається конвекцією, а в самому продукті розподіляється завдяки теплопровідності.

Кількість теплоти Q (Дж), передана від нагрівального середовища, дорівнює кількості теплоти, якої набув продукт:

 

де G — маса продукту, кг; с — теплоємність продукту, Дж/(кг-°С); Т_П та Т_к — початкова і кінцева температура продукту, ^oC.

Кількість теплоти Q (Дж), якої набув продукт, дорівнює кількості теплоти, що пройшла через його поверхню, а потім через його товщу:

де S — площа поверхні продукту, м³; τ — тривалість теплообміну, с; α — коефіцієнт тепловіддачі середовища, від якого нагрівається продукт, Вт/(м²·°С); Т_с — температура нагрівального середовища, °С; Т_пр — температура поверхні продукту, °С; λ — коефіцієнт теплопровідності продукту, Вт/(м·°С); l — визначальні розміри продукту (довжина, ширина, діаметр); T₀ — температура продукту на відстані l /2 від поверхні, °С.

Цими формулами користуються для визначення температури продукту під час бланшування або тривалості останнього. Для проведення розрахунків особливо важливо правильно визначити коефіцієнти тепловіддачі і теплопровідності, оскільки в часі змінюються не тільки температура продукту, а і його фізичні властивості (щільність, в'язкість), в ньому відбуваються біохімічні процеси. Все це може зумовити зміни величин цих коефіцієнтів. Тому під час розрахунків використовують усереднені значення коефіцієнтів.

Нарізані плоди і овочі на деяких консервних заводах бланшуються стрічковими бланшувачами, зокрема на стрічці, вміщеній у металеву ванну з водою чи розчинами солей, кислот, цукру, або на стрічці, що проходить через закриту камеру, в яку через барботери подається пара. Тривалість (с) бланшування продукту залежить від швидкості руху стрічки:

де l — довжина тієї частини стрічки, на якій відбувається бланшування, м; v — швидкість руху стрічки, м/с.

Стрічкові бланшувачі, як водяні, так і парові, застосовують для бланшування перцю, зеленого горошку, капусти, кукурудзи, картоплі та ін. їх транспортувальний пристрій складається із тягового органа (двох ланцюгів) і насівної частини у вигляді укріпленої на цих ланцюгах стрічки. Продукт бланшується на стрічці, розміщеній у металевій ванні з водою (розчином солі, кислоти) або на тій, що проходить через закриту камеру, заповнену парою.

У бланшувачі, зображеному на рис. а, стрічковий конвеєр може бути розміщений у ванні, заповненій водою. До ланцюгів стрічки прикріплені планки 1 для утримання продукту при підніманні його в місце вивантажування. Чотири трубки барботера установлені у ванні між робочою і холостою гілками конвеєра; в них подається пара під тиском до 0,4 МПа. При вивантажуванні продукт охолоджується водою, яка виходить із сопел.

У бланшувачі, показаному на рис, тільки робоча гілка стрічки проходить через ванну з водою, а холоста її частина рухається під ванною. При цьому висота її може бути дещо зменшена. Барботери розміщені у ванні під стрічкою.

При бланшуванні парою частина робочої стрічки проходить через закриту парову камеру, в якій над і під стрічкою знаходяться трубки, які барботують пару. При переміщенні через камеру стрічки з плодами останні зазнають дії гострої пари, що виходить з барботера, і підігріваються. Тиск пари до вентиля становить 0,3 МПа, у паровій камері — 0,1 МПа, температура пари сягає 100 °С.

При бланшуванні продуктів у розчинах солей або кислот замість барботерів встановлюють змійовики, в які подається пара. Для охолодження продукту після бланшування у місці виходу стрічки з камери над нею, перпендикулярно до її руху, розміщують труби, що розбризкують воду.

Тривалість бланшування продукту х залежить від швидкості руху стрічки конвеєра:

де l — довжина тієї частини ванни або парової камери, на якій знаходився продукт у воді або парі, м;

v — швидкість руху стрічки, м/с.

За формулою  визначають також швидкість руху стрічки, коли відома тривалість бланшування. Звичайна швидкість руху стрічки 0,01 - 0,15 м/с.

Продуктивність стрічкового бланшувала, кг/с

де В — ширина стрічки, м; h — середня висота шару продукту, м; v — швидкість руху стрічки, м/с; р — насипна маса продукту, кг/м³; К— коефіцієнт заповнення стрічки (К= 0,75...0,9).

Ковшові стрічкові бланшувачі марки БК призначені для бланшування в парі і воді зеленого горошку, капусти, шпинату, моркви, картоплі. При цьому плоди повністю зберігають свою цілість. Бланшувач складається з ванни 1 і стрічкового конвеєра, утвореного з двох ланцюгів, до яких шарнірно прикріплені ковші 2. Над і під стрічкою встановлені барботери З для підведення пари.

Продуктивність бланшувача залежно від умов роботи може бути 0,14 - 2,24 кг/с, зокрема: при бланшуванні шпинату — 0,33, гороху — 0,56, моркви — 0,32 кг/с; витрати води — 0,05 л/с; потужність електродвигуна 1,7 кВт. Частота обертання вала 140 рад/с.

Продуктивність ковшового бланшувача, кг/с,

де v — швидкість руху ковша, м/с; а — відстань між центрами ковшів, м; т — маса продукту в одному ковші, кг.

Стрічковий розварювач призначений для обробки парою нарізаних овочів перед сушінням. Похило встановлена на ньому стрічка з дротяної сітки рухається всередині металевого корпусу. Над нею (на початку і кінці її) розміщені душові пристрої відповідно для обполіскування і охолодження продукту після пропарювання. Між робочою і холостою частинами стрічки розміщені труби , що барботують пару. У барботері пара надходить під тиском до 0,3 МПа. Гвинт подає продукт на стрічку разварювача. Продукт, переміщуючись разом із стрічкою, спочатку обполіскується, потім обшпарюється і після охолодження вивантажується.

Продуктивність апарата залежить від швидкості руху стрічки, ширини і товщини шару продукту. Наприклад, при переробці за його допомогою картоплі, нарізаної стовпчиками, при ширині 1250 мм і товщині шару продукту 30 мм вона становить 200 кг/год. Потужність електродвигуна кВт, габаритні розміри 2950 х 1500 х 820 мм. Маса апарата 655 кг.

Такий самий розварювач є в обшпарювачі БКП-400 продуктивністю 0,112 кг/ с.

Барабанні бланшувачі. Використовуються в лініях виробництва консервів із зеленого горошку. Основним робочим органом є барабан з отворами по всій поверхні. Він спирається бандажами на три пари роликів. Всередині барабана є спіраль з листової сталі, що слугує для транспортування зерна. Барабан обертається навколо своєї осі за допомогою допоміжного вала. На цьому валу є два малих зубчастих колеса, що знаходяться у зчепленні з великими зубчастими колесами на бандажах.

Нижня частина барабана знаходиться у ванні напівциліндричної форми, в якій закріплені опорні ролики. Зверху барабан закритий кожухом. З торцевих сторін ванни встановлені завантажувальний бункер і розвантажувальний жолоб.

Вода по трубопроводу підводиться з боку розвантажувального жолоба. Пара подається по трубопроводу в нижню частину ванни в кількох місцях. Воду у ванні нагрівають до температури бланшування, продукт подають через завантажувальний пристрій. При обертанні барабана продукт за допомогою спіралі переміщується у бланшувальній рідині до розвантажувального отвору.

Поперечний переріз потоку продукту має вигляд сегмента, висота якого дорівнює ширині смуги спіралі, а радіус — зовнішньому радіусу барабана.

Тривалість бланшування регулюється частотою обертання барабана. У місці вивантаження спіраль закінчується лопатями, які захоплюють продукт і перевантажують його в розвантажувальний жолоб.

Продуктивність барабанного бланшувача, кг/год,

де h — ширина смуги спіралі, м; R — зовнішній радіус барабана, м; s — крок спіралі, м; п — частота обертання барабана, хв^-1; р — насипна маса продукту, кг/м³; φ — коефіцієнт, що враховує відхилення розрахункової площі поперечного перерізу потоку продукту (трикутник) від істинної площі (сегмент) (ф = 0,95).

Гвинтові бланшувачі. Основним робочим органом у бланшувачах цього типу є гвинт, що переміщує продукт. При бланшуванні в гарячій воді гвинт встановлюється горизонтально, а у водяній парі — вертикально або дещо похило. Через порожнистий вал гвинта пара подається в жолоб, де міститься продукт або вода і продукт. Здійснюючи від 2,5 до 12 хв^-1, гвинт перемішує продукт від завантажувального до розвантажувального кінця жолоба. Тривалість бланшування залежить від довжини гвинта і частоти його обертання, продуктивність — від розмірів витка гвинта і частоти обертання, збільшуючись пропорційно цим показникам. При бланшуванні парою зеленого горошку від 2 до 5 хв. продуктивність вертикального гвинтового бланшувача становить 3500 кг/год.

Тепловий розрахунок бланшувача здійснюють для визначення затрат теплоносія (пара) і охолоджувальної води, а також поверхні нагрівання, послідовно визначаючи витрати теплоти (Дж/с) за статтями теплового балансу.