Изучение устройства и принципа работы фризеров

Фризеры и морозильные аппараты являются основным оборудо­ванием в производстве мороженого. Фризеры предназначены для ча­стичного замораживания воды в подготовленных молочных смесях и насыщения их мелкодиспергированным воздухом, морозильные ап­параты - для дальнейшего вымораживания воды из смеси морожено­го и придания молочной смеси требуемой структуры. В морозильных аппаратах завершается процесс замораживания частично заморожен­ной смеси после выхода ее из фризера.

В зависимости от вида мороженого и конструкции фризера в лед переходит 25-60% воды. Объем молочной смеси вследствие аэрации увеличивается примерно в 2 раза (размер воздушных ячеек 50 - 60 мкм). В морозильных аппаратах вымораживается примерно 85 - 90% смеси (размер кристаллов льда 50-100 мкм).

При выработке мороженого с наполнителями в систему машин включают фруктопитатель, который устанавливается непосредствен­но за фризерами, перед морозильными аппаратами.

Фризеры бывают непрерывного и периодического действия. В про­мышленности используются преимущественно фризеры непрерывного действия. По сравнению с фризерами периодического действия пре­имуществами фризеров непрерывного действия являются высокая про­изводительность, меньшие энергетические затраты на единицу про­дукции. Качество продукта также более высокое.

Важнейшими узлами фризеров являются рабочий цилиндр (с ме­ханизмом взбивания), который с внешней стороны охлаждается, си­стемы охлаждения рабочего цилиндра и подачи продукта в него. В ра­бочем цилиндре подготовленный продукт частично замораживается и насыщается воздухом. Система охлаждения бывает аммиачной (реже фреоновой) или рассольной, обеспечивающей охлаждение продукта до температур -3 ¸ - 6 ° С. Система подачи продукта осуществляет впуск в рабочий цилиндр вместе с продуктом также и воздуха для насыщения им продукта.

Фризеры периодического действия

Фризер с рассольным охлаждением ОФН-М. Этот фризер (рис. 4.1) состоит из рабочего цилиндра с взбивающим устройством и приводом, сварной станины, мерной ванны, защитного кожуха и трубопроводов.

Цилиндр представляет собой две концентрически расположенные сталь­ные трубы. Рабочую поверхность внутренней трубы лудят пищевым оло­вом марки 02. Снаружи к трубе приварена стальная ленточная спираль, обеспечивающая организованное движение рассола в теплообменной рубаш­ке - пространстве между трубами - для охлажедения смеси мороженого во время работы фризера.

Наружная труба имеет два патрубка для подачи и отвода рассола. Тру­бы жестко соединены фланцами. Наружная труба покрыта теплоизоляцией, облицованной защитным кожухом из листовой стали.

Рис. 4.1. Фризер ОФН-М периодического действия с рассольным охлаждением:

1 - вентиль; 2 - мешалка; 3 - крышка передняя; 4 - мерная ванна; 5 - цилиндр;

6 - кожух; 7 - трубопровод для рассола; 8 - вентиль; 9 - станина; 

 10 - клиноременная передача; 11 - электродвигатель.

Цилиндр сзади крепят к станине через корпус привода, а спереди - стойкой.

Мешалка 2 и ножи вращаются в цилиндре в противоположные стороны, обеспечивая интенсивное перемешивание продукта и снятие его слоя с рабо­чей поверхности.

Со стороны обслуживания к цилиндру шарнирно прикреплена крышка 3 с приемной воронкой и выпускным краном. Крышка с резиновой уплотнительной прокладкой прижата к фланцу болтами, что обеспечивает герметич­ность рабочей зоны.

Сверху над цилиндром укреплена мерная ванна с автоматическим клапа­ном, предназначенная для приемки смеси мороженого. Ванна также закры­вается крышкой. Автоматический клапан, работающий с помощью поплав­кового устройства, служит для подачи в цилиндр через кран ручного дейст­вия порции смеси для ее обработки, прекращая в этот период поступление смеси в ванну.

Привод фризера состоит из электродвигателя, клиноременной и цепной передач и редуктора. Привод снабжен предохранительным кожухом. Натя­жение ремней осуществляется натяжным устройством.

Фризер монтируют на сварной из стального проката станине, облицован­ной тонколистовым кожухом с жалюзями и смотровыми закрывающимися окнами. Станину четырьмя ножками крепят к фундаменту.

Рассол подводят и отводят по трубам 7 диаметром 11 /2", на которых уста­новлены запорные вентили 8 с условным проходом 40 мм.

Фризеры непрерывного действия

Фризер ОФИ с аммиачным охлаждением. Во фризере ОФИ процесс осу­ществляется непрерывно под давлением с принудительными подачей смеси и воздуха в него и выходом из него мороженого.

Фризер состоит из рабочего цилиндра с мешалкой и приводом, установ­ленного на чугунной станине, двух шестеренчатых насосов первой и второй ступени, бачка для приема смеси мороженого с поплавковым регулятором уровня, регулятора давления аммиака и системы трубопроводов для подачи жидкого и газообразного аммиака, привода мешалки, состоящего из электро­двигателя с цепной передачей и коробки скоростей, привода насосов, а также аммиачной аппаратуры.

Смесь замораживается в результате непосредственного испарения аммиа­ка в теплообменной рубашке рабочего цилиндра. Горизонтально расположенный рабочий цилиндр фризера изготовляют из низкоуглеродистой стали с двухслойным хромированием внутренней по­верхности. Производительность фризеров с хромированными цилиндрами в 1,5 - 2 раза выше, чем аппаратов, снабженных цилиндрами из нержавеющей стали. Это объясняется резким снижением теплового сопротивления стенки цилинд­ра из углеродистой стали с хромированием.

Рис. 4.2. Общий вид фризера ОФИ непрерывного действия

1 - аккумулятор аммиака; 2 - трубопровод жидкого аммиака;

3 - станина; 4 - маховик управления вариатором; 5 - запорный кран; 6 - кран выпуска мороженого. 7 - цилиндр; 8 - привод мешалки; 9 - приемный бачок для смеси мороженого, 10 - насадка для расфасовки мороженого; 11 - насосная группа; 12 - трубопровод газообразного аммиака; 13 - пульт управления;

14 - ведущий вал вариатора; 15 - насадка для наполнения гильз мо­роженым;

Паспортная производительность фризеров ОФИ - 350 кг/ч. Фризер ОФИ (рис.4.2) компактен, удобен в обслуживании и имеет оптимальные условия теплопередачи. Он снабжен рубашкой, представля­ющей собой две стальные трубы, сваренные концевыми фланцами. Рубашка покрыта теплоизоляцией, защищенной кожухом из тонколистовой нержа­веющей стали. Цилиндр закрывается крышкой с укрепленными на ней под­шипником мешалки и выпускным устройством.

В цилиндре помещена мешалка с взбивающим устройством и ножами, вращающимися в одну сторону. Специальное уплотнение устраняет проса­чивание смеси через зазоры в месте входа вала в цилиндр. Мешалка соедине­на с валом привода латунной шпилькой, рассчитанной на передачу опре­деленного крутящего момента. В случае чрезмерного замораживания смеси с соответствующим повышением сопротивления шпилька срезается, предо­храняя этим машину от поломки.

Рабочий цилиндр и приемный бачок укреплены на чугунной литой ста­нине. Внутри нее расположены: сзади - картер и цепная передача, впере­ди - электродвигатель привода фризера, вариатор скоростей шестеренчатых насосов и аккумулятор с основной аммиачной аппаратурой. Дверцы обеспе­чивают доступ внутрь станины.

Шестеренчатые насосы первой и второй ступени укреплены сзади ци­линдра на двух кронштейнах станины. Колодочно-ременный вариатор, соединенный с общим приводом фризера, сообщает насосам вращение с плавным изменением числа оборотов. Управ­ляют вариатором с помощью маховичка, расположенного в передней части фризера.