Оборудование для охлаждения

Охлаждают жидкие продукты (жир после вытопки и очистки, ме­ланж) и мелкокусковые сыпучие (шквара, шеи и субпродукты птицы). Для охлаждения жидких продуктов используют котлы, цилиндровые и пластинчатые аппараты. Мелкокуско­вые продукты охлаждают в шнеко-вых аппаратах.

Оборудование для охлаждения жира и меланжа.   Жир охлаждают

после очистки перед фасованием и упаковыванием для создания необхо­димой консистенции и сохранения качества. При фасовании в крупную тару (бочки) охлаждают говяжий и бараний жир до 40 °С, свиной и кост­ный — до 35 °С. При упаковывании в мелкую тару массой 250...500 г жир охлаждают до 18....21 °С.

Для охлаждения жира используют периодически действующие аппара­ты — котлы с охлаждающей рубаш­кой и мешалкой и непрерывнодей-ствующие — цилиндровые и пластин­чатые.

Котлы вместимостью до 1 м³ име­ют вертикальную обечайку, снабжен­ную охлаждающей рубашкой и кони­ческим дном. Хладоносителем служит холодная вода. Для интенсификации процесса охлаждения котлы снабжа­ют якорной лопастной или планетар­ной мешалкой. Охлажденный жир сливают из котла через трубу в цент­ре конического днища. Котлы — ма­лоинтенсивные аппараты, в которых из-за небольшой поверхности тепло­передачи охлаждение протекает мед­ленно, а из-за контакта с воздухом жир может окисляться. Такое обору­дование не используют в поточных линиях.

В цилиндровых аппаратах непре­рывного действия применяют метод тонкослойного охлаждения при про­тивотоке хладоносителя или хлад­агента и продукта. Охладитель жира Д5-ФОЖ (рис. 9.89), предназначен­ный для охлаждения свиного и говя­жьего жира, относится к таким ап­паратам. Он состоит из трех рабочих цилиндров 1, 6 и 10, к торцам кото­рых приварены фланцы. На внешней поверхности цилиндров крепят ме­таллическую V-образную спираль 15, в которую вставляют и обжимают ре­зиновую ленту 16. К торцам цилинд­ров болтами привинчены передняя 8 и задняя 18 стенки. Снаружи цилин­дры закрыты кожухами 17, которые болтами прикреплены к передней и задней стенкам. Кожухи и стенки герметизируют резиновыми проклад­ками. Резиновые ленты, соприкаса­ясь с кожухами, образуют спираль­ные каналы, по которым течет охлаждающая вода. Вода поступает че­рез вентиль 12 в рубашку верхнего цилиндра и далее по переходным ре­зиновым патрубкам перетекает в средний и нижний, а затем выводит­ся из аппарата.

Внутри цилиндров установлены барабан-вытеснители 3, на поверхнос­ти которых на осях продольно зак­реплены лопасти мешалок. Лопасти центробежными силами прижимают­ся к внутренней поверхности рабочих цилиндров, счищая прилипший ох­лажденный жир. Вытеснитель имеет в передней части цапфу подшипника, а в задней — втулку. Цапфа вращает­ся во втулке крышки 4, которая при­креплена к передней стенке цилиндра и уплотнена резиновой кольцевой прокладкой 2. Втулку вытеснителя надевают на приводной вал 20, кото­рый вращается в трех подшипниках качения 19.

Рабочие цилиндры крепят на ста­нине 28, на которой в нижней части устанавливают электродвигатель 29 и шестеренный насос 30 для подачи ох­лаждаемого жира. Насос приводится во вращение через клиноременную передачу 26 и промежуточный валик 25, который соединен с валом ремен­ной передачи. Жир поступает по вса­сывающей трубе 31 в насос, из него нагнетается по трубе 27 в нижний цилиндр и далее по переходным пат­рубкам 5, 21 в средний и верхний. Таким образом, охлаждение происхо­дит в режиме противотока.

Вытеснители цилиндров 4, 6, 8 (рис. 9.90) приводятся во вращение от ведомого вала клиноременной переда­чи 11 последовательно через цепные передачи 9, 7 и 5, обеспечивая часто­ту вращения вытеснителей: верхнего 6,02 с"¹, среднего 8,01 с"¹ и нижнего 10,51 с"¹. Мощность электродвигате­ля 1,5 кВт.

Общая площадь теплопередачи ап­парата 1,2 м², температура охлажда­ющей воды 10 °С, расход 1,5 м³/ч, что позволяет охлаждать говяжий жир до 42 "С, свиной до 35 °С от на­чальной температуры 76 °С. Произво­дительность охладителя 1350 кг/ч по свиному жиру и 1500 кг/ч по говяжь­ему. Масса аппарата 326 кг.

Охладитель жира Д5-ФОП (рис. 9.91) цилиндровый. Он имеет два ра­бочих цилиндра 9, установленные па­раллельно в горизонтальной плоско­сти на станине 1.

Цилиндры имеют рубашку, разде­ленную на спиральные каналы, и теп­лоизоляцию. Внутри цилиндров вращаются вытеснители с лопастями, по­ворачивающимися на осях.

Жир по всасывающему патрубку 5 попадает в шестеренный насос 2 и далее по патрубку 16 нагнетается в первый цилиндр, проходит через пе­реходной патрубок 7 во второй ци­линдр и далее в трубопровод для роз-

Рис. 9.89. Охладитель жира Д5-Ф0Ж:

1, 6, 10 — рабочие цилиндры; 2 — прокладка; 3 — барабан-вытеснитель; 4 — крышка; 5, 21 — переходные патрубки; 7 — выходной патрубок; 8, 18 — передняя и задняя стенки цилиндра; 9 — патрубок для возврата жира; 11 — термометр; 12, 14 — вентили для холодной и горячей воды; 13 — тройник; 15 — металлическая спираль; 16 — резиновая лента; 17 — кожух; 19 — подшипник качения; 20 — приводной вал; 22, 23, 24 — цепные передачи; 25 — промежуточный валик; 26 — клиноременная передача; 27, 31 — нагнетательная и вса­сывающая трубы; 28 — станина; 29 — электродвигатель; 30 — насос

 

Рис. 9.89. (Продолжение)

лива 13 через трехходовой пробковый кран 12. Температуру жира на выходе контролируют с помощью датчика 11 и термометра 10.

Охлаждающая вода подается в ру­башку противотоком через трубопро­вод 14 во второй цилиндр и через пе­реходной патрубок 8 в первый.

Насос приводится во вращение от электродвигателя 3 мощностью 3 кВт через клиноременную пере­дачу 4, а вытеснители — от ведо­мого вала клиноременной переда­чи через цепные передачи 6.

Общая площадь поверхности теплопередачи аппарата 1,96 м², производительность его составля­ет от 1700 до 2700 кг при изме­нении температуры хладоносите-ля (воды или рассола) от 10 до —10 °С. Конечная температура го­вяжьего жира 40 °С, свиного — 35 "С. Масса аппарата 650 кг.

Охладитель жира «Титан» (рис. 9.92) имеет четыре рабочих цилиндра 6, соединенных после­довательно для прохождения жира. Цилиндры имеют рубашку для хладоносителя (вода и рас­сол) и теплоизоляцию. Вытесни­тели 7 снабжены наклонными ло­пастями, образующими четыре прерывистые спирали. Зазор между цилиндром и барабаном вытеснителя 12,5 мм, между ци­линдром и лопастью 0,5 мм. Жир прокачивается через зазоры ци­линдров насосом 1 с давлением 0,1 МПа и отводится через патру­бок 4. Вытеснители и насос при­водятся во вращение от электро­двигателя 3 мощностью 1,5 кВт через клиноременную передачу и раздаточную коробку 2 из цилин­дрических зубчатых колес. Диа­метр цилиндра 0,15 м, длина 1,5 м, площадь поверхности теп­лопередачи 0,7 м². Частота вра­щения вытеснителей 2,7 с^-1.

При охлаждении жира с 75 до 38 °С вода нагревается от 10 до 22 °С. Производительность аппа­рата при охлаждении водой до 750 кг/ч, рассолом до 1250 кг/ч. Установка фирмы «Астра» (Германия), показанная на рис. 9.93, предназначена для охлаждения жиров до 36 С рассолом и 13 °С ам­миаком при его непосредственном ки­пении. Она состоит из трех рабочих цилиндров 16 внутренним диаметром 0,225 м и длиной 1,85 м. Цилиндры изготовлены из нержавеющей стали, снаружи имеют рубашку и теплоизо-

Рис. 9.90. Кинематическая схема охладителя жира Д5-ФОЖ:

1 — резиновая лента; 2 — цилиндр; 3 — лопасть; 4, б, 8 — вытеснители; 5, 7,

9 — цепные передачи; 10 — шестеренный насос; 11 — клиноременная передача;

12 — электродвигатель

ляцию. Внутри цилиндров вращаются вытеснители, диаметр которых равен 0,212 м. Вытеснители снабжены на­клонными лопастями, образующими четыре прерывистые спирали. Зазор между лопастями и цилиндром от 1 до 1,5 мм. Все вытеснители приводят­ся во вращение от автономных мотор-редукторов 20 мощностью первых двух (по ходу движения жира) 3,7 кВт, последнего 5,7 кВт. Частота вращения вытеснителей соответствен­но 1,53 и 1,47 с"¹.

Жир из бака 13 насосом 14 по тру­бопроводу 12 подают в нижний (пер­вый) цилиндр и затем последователь-

но во второй и третий, откуда выво­дится по трубопроводу 11 к фасовоч­ным устройствам.

Жидкий аммиак от конденсатора по трубопроводу 24 через запорную 23 и регулирующую 19, 22 арматуру поступает в отделитель жидкости 7, снабженный регулятором уровня 8. Из отделителя по трубопроводу 7 он подается в рубашки цилиндров, где испаряется и охлаждает жир. Паро-жидкостная смесь из рубашки по тру­бопроводу 9 вновь поступает в отде­литель жидкости 7, где пар осушает­ся и по трубопроводу 1 направляется в компрессор. Давление пара опреде-

Рис. 9.91. Охладитель жира Д5-ФОП:

1 — станина; 2 — насос; 3 — электродвигатель; 4 — клиноременная передача; 5 — всасывающий патрубок; в — цепные передачи; 7 — переходной патрубок для жира; 8 — переходной патрубок для воды; 0 — рабочие цилиндры; 10, 15 — термометры; 11 — датчик температуры; 12 — трехходовой пробковый кран; 13 — трубопро­вод для розлива жира; 14 — трубопровод для подачи холодной воды; 16 — нагнетательный патрубок

ляют по манометру 5 и регулируют ручными и соленоидными 3 вентиля­ми для изменения температуры кипе­ния. Площадь поверхности теплопере­дачи одного цилиндра 1,22 м². Произ­водительность аппарата до 1500 кг/ч при охлаждении свиного жира.

Установка системы «Вотатор» для охлаждения жира (рис. 9.94) со-

стоит из двух рабочих цилиндров 12, 22 и пластификатора 18. Охлаждаю­щие цилиндры имеют рубашки, в ко­торых кипит жидкий аммиак, и вы­теснители с плавающими скребками. Жир насосом прокачивается пооче­редно через цилиндры и охлаждается за 18...20 с.

Чтобы жир не прилипал к бараба-

Рис. 9.92. Охладитель жира «Титан»:

1 — насос для жира; 2 — раздаточная коробка; 3 — электродвигатель; 4,5 — патрубки

для отвода и подачи жира; 6 — рабочий цилиндр; 7 — вытеснитель; 8 — термометр;

9 — патрубок для слива жира

Рис. 9.93. Схема установки фирмы «Астра» (Германия) для охлаждения жира:

1 — трубопровод для отвода паров аммиака; 2,5 — манометры; 3, 22 — соленоидные вентили; 4 — главный клапан; 6 — предохранительный клапан; 7 — отделитель жидкости; 8 — регулятор уровня; 9 — трубопровод для отвода парожидкостной смеси; 10, 15 — трубопроводы для подачи и отвода горячей воды; И, 12 — трубо­проводы для отвода и подачи жира; 13 — бак для жира; 14 — насос; 16 — рабочие цилиндры; 17, 24 — трубо­проводы для подачи жидкого аммиака; 18 — обратный клапан; 19 — ручные регулирующие вентили; 20 — мо­тор-редукторы; 21 — система отвода масла; 23 — запорный вентиль

ну вытеснителя, в него по трубопро­воду 7 подают горячую воду темпера­турой 30 °С.

Вытеснители приводятся во враще­ние от индивидуальных электродвига­телей через клиноременные передачи. Частота вращения вытеснителей от 8,3 до 11,7 с"¹. Мощность электро­двигателей первого цилиндра 11 кВт, второго — 14 кВт.

Жидкий аммиак из отделителя жидкости 25 по трубопроводу 11 по­ступает в рубашки аппаратов и после испарения в виде парожидкостной смеси по трубопроводам 5 вновь воз­вращается в него. Осушенный газ уходит в компрессор по трубопроводу 1. Жир из второго цилиндра 12 посту­пает через трехходовой кран 15 или в трубопровод 14 на фасование в мел­кую тару, или в пластификатор 18, который состоит из цилиндра, в кото-

ром внутри установлены в ряд 36 не­подвижных пальцев. В цилиндре вра­щается вал с 74 расположенными по спирали пальцами, которые переме­шивают жир для приобретения им однородной консистенции. Из пласти­фикатора жир по трубопроводу 19 на­правляется на фасование в крупную тару. Вал пластификатора приводится во вращение от автономного электро­двигателя мощностью 11 кВт. Темпе­ратуру воды и жира контролируют термометрами 6, 9, 21, 24, давление жира — манометрами 13, 20, давле­ние аммиака — манометром 26. Охла­дитель снабжен запорными и регули­рующими устройствами для ручного или автоматизированного управления. Производительность аппарата до 4500 кг/ч.

Пластинчатые теплообменники (рис. 9.95) применяют для тепловой

обработки (нагрев, охлаждение, пасте­ризация) жидких продуктов (жир, яичная масса и др.)- В пластинчатых теплообменниках теплопередающая поверхность образована плоскими стальными пластинами, на поверхнос­ти которых выштампованы гофры. Существует большое количество схем гофрирования, но перспективными считают пластины ленточно-поточного и сетчато-поточного типов.

Ленточно-поточные пластины 1

(рис. 9.95, б) имеют горизонтальные треугольные гофры 2, которые при сжатии пластин в пакет образуют щелевые каналы переменного сече­ния в виде зигзагообразной ленты. Гофры соседних пластин не пересека­ются, и поэтому минимальные рас­стояния между пластинами обеспе­чиваются штампованными выступа­ми и толщиной прокладок 3 и 4. Поток в гофрированном канале за-вихряется и переходит в режим тур-

Рис. 9.94. Схема установки системы «Вотатор» для охлаждения

жира:

1 — трубопровод для отвода парообразного аммиака; 2, 11 — трубопроводы для по­дачи жидкого аммиака; 3 — соленоидный вентиль; 4 — поплавковый регулятор уровня; 5 — трубопровод для парожидкостной смеси аммиака; 6, 9, 21, 24 — тер­мометры; 7,8 — трубопроводы горячей и холодной воды; 10, 23 — шкивы клино-ременной передачи; 12, 22 — рабочие цилиндры; 13, 20, 26 — манометры; 14, 19 — трубопроводы для подачи жира на фасование; 15, 16 — трехходовые краны; 17 — звездочка цепной передачи; 18 — пластификатор; 25 — отделитель жидкости; 27 — предохранительный клапан

роны, и поэтому при сжатии они образуют сетку с многочисленны­ми точками контактов, что обес­печивает жесткость пакета. При движении жидкости через эти сетчатые каналы создается высо­кая степень турбулизации потока и увеличивается коэффициент теплоотдачи. Критическое число Рейнольдса составляет для лен-точно-поточных каналов от 200 до 400, а для сетчато-поточных — от 15 до 200. Площадь поверхнос­ти теплопередачи сетчато-поточ­ных пластин ПР-05Е и ПР-05М равна 0,5 м².

В пластинах 1 обоих типов выполняют отверстия 5 для их крепления. Подача и отвод обра­батываемой жидкости и хладо-теплоносителя происходят через угловые отверстия, которые гер­метизируют резиновыми про­кладками 3 и 4.

Отдельные пластины собирают в пакеты, а пакеты — в секции. Между двумя соседними пласти­нами образуется канал для жид­кости, а число пластин в пакете на одну больше, чем число кана­лов. В пакете обрабатываемая жидкость движется в одном на­правлении, при этом обрабатывае­мая жидкость и теплоноситель могут двигаться параллельным током или противотоком.

Принципиальная схема плас­тинчатого охладителя для жира показана на рис. 9.95, а. Пласти­ны 15 устанавливают на верхней 7 и нижней 16 штангах, которые крепят в передней 3 и задней 9

булентного течения при числах Рей- массивных стойках. Пластины уплот-нольдса Re, в несколько раз мень- няют резиновыми прокладками 5, 13 ших, чем в прямолинейных каналах, и сжимают в рабочем положении под-Ленточно-поточные пластины изго- вижной плитой 8 и винтом 10. При товляют с поверхностью теплопереда- этом образуются две системы герме-чи площадью 0,15; 0,21; 0,42 и тичных каналов, каждая со своим 0,5 м² и индексируют соответственно коллектором. Нагретый жир поступа-как П-1, П-2, П-3, П-4.                      ет в аппарат через штуцер 1 и через

Сетчато-поточные пластины (рис. отверстие 4 в верхней части первой 9.95, в) имеют треугольные (в сече- пластины попадает в коллектор, по нии) гофры 2, расположенные под уг- которому доходит до граничной плас-лом 60° к вертикальной оси пласти- тины 6, выполненной без отверстия, ны. В пакете гофры соседних пластин На пластине 6 коллектор заканчива-направлены в противоположные сто- ется. Из коллектора жир растекается

Рис. 9.95. Пластинчатый теплообменник:

а — схема: 1, 11 — штуцера для подачи и отвода продукта; 2, 12 — штуцера для отвода и подачи хладоносителя; 3, 9 — передняя и задняя стойки; 4, 14 — отверстия в плас­тине для подачи и отвода продукта; 5, 13 — уплотнитель-ные прокладки; в — граничная пластина; 7, 16 — верхняя и нижняя штанги; 8 — подвижная плита; 10 — винт; 15 — пластина; б, в — соответственно ленточно-поточная и сетчато-поточная пластины: 1 — пластина; 2 — гофры; 3, 4 — большая и малая прокладки; 5 — отверстия для креп­ления пластины

по каналам. Противотоком жиру дви­жется хладоноситель, который пода­ется через штуцер 12 и через коллек­тор, образованный отверстиями в нижней части пластин. Жир выводит­ся из аппарата через штуцер 11, а теплоноситель через штуцер 2. Про­изводительность аппарата зависит от размера пластин (площади их поверх­ности), их количества и скорости вза­имного движения жидкостей. При большом количестве пластин их соби­рают в секции.

Пластинчатые охладители работа­ют при давлении жидкостей от 0,6 до 1,6 МПа и температурах от —30 до +120 °С. В охладителе фирмы «Аль­фа-Лаваль» (Швеция) при производи­тельности до 2000 кг/ч устанавлива­ют 66 пластин в шести секциях. Пло­щадь поверхности теплообмена плас­тины 0,42 м². Начальная температура жира от 70 до 76 °С, конечная —^vot 37 до 42 °С. Охлаждающая вода имеет начальную температуру 15 °С, конеч­ную — 40 °С. В пластинчатых охлади­телях коэффициент теплопередачи до­стигает 1000 В/(м² ■ К), поэтому они компактны и имеют высокие удель­ные показатели. Быстрое охлаждение в герметичных условиях исключает окисление жира и обеспечивает со­хранение летучих эфирных масел.

Пластинчатая пастеризационно-охладителъная установка А1-ФПВ показана на рис. 9.96, а. На ней про­водят пастеризацию и охлаждение жидкой яичной массы — меланжа. Установка состоит из пластинчатого теплообменника 5, выдерживателя 2, уравнительного бака 3, пароконтакт-ного нагревателя 6, бака для горячей воды 7, насосов для меланжа 4 и воды 8.

Пластинчатый теплообменник 5 (рис. 9.96, б) имеет три секции: пас­теризации А, регенерации Б и охлаж­дения В. Секции собирают из ленточ-но-поточных пластин типа П-2. Сек­ция регенерации имеет 43 пластины, пастеризации — 31 и охлаждения — 13 пластин.

Меланж поступает в уравнитель­ный бак 3, откуда насосом 4 подается в секцию регенерацию Б, где предва­рительно нагревается до температуры

44 °С противоточно движущимся пас­теризованным продуктом. Далее через промежуточную плиту меланж посту­пает в секцию пастеризации А, где нагревается до температуры пастери­зации 60 °С горячей водой. Горячая вода циркулирует в секции пастери­зации с помощью центробежного на­соса 8 и после выхода из секции на­гревается острым паром в парокон-тактном нагревателе 6. Горячая вода накапливается в баке 7.

Из секции пастеризации через ав­томатический отводной клапан 9 ме­ланж поступает в выдерживатель 2, а если температура меланжа не достиг­ла установленного значения, он на­правляется в уравнительный бак 3 на повторную пастеризацию. В выдержи-вателе меланж находится до 20 мин для обеспечения надежности пастери­зации. Из выдерживателя меланж на­правляется в секцию регенерации Б, где охлаждается до 28...30 °С, и далее в секцию охлаждения В, где холод­ной водой температурой 6... 10 °С ох­лаждается до конечной температуры 18...20 °С.

Установка А1-ФПВ имеет произво­дительность по меланжу до 1,2 м³/ч при мощности электродвигателей 3,8 кВт.

Оборудование для охлаждения шквары и субпродуктов птицы. Обезжиренную и высушенную шквару охлаждают от начальной температуры около 100 °С до конечной 30...40 °С в шнековом охладителе (рис. 9.97, а), состоящим из U-образного корпуса 3, снабженного рубашкой, в которую че­рез патрубки 9 подают холодную воду. Сверху корпус закрыт крышкой с патрубком 10, через который отво­дятся соковые пары.

Внутри корпуса вращается шнек 2, витки которого приварены к трубе. Внутрь трубы через узел 11 подают и отводят охлаждающую воду. Шнек приводится во вращение от электро­двигателя 6 мощностью 1,7 кВт через клиноременную передачу 7 и червяч­ный редуктор 5. Внешний диаметр шнека 352 мм при высоте витка 26,5 мм.

Шквару загружают через горлови­ну 1, и она транспортируется шнеком

Рис. 9.96. Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка А1-ФПВ:

а — общий вид; б — технологическая схема; 1 — щит управления;

2 — выдерживатель; 3 — уравнительный бак; 4,8 — насосы; 5 —

пластинчатый теплообменник; 6 — пароконтактный нагреватель;

7 — бак для горячей воды; 9 — автоматический отводной клапан

Рис. 9.97. Шнековые охладители:

а — для шквары: 1, 8 — горловины загрузки и выгрузки; 2 — шнек; 3 — корпус; 4 — муфта; 5 — червячный редуктор; 6 — электродвигатель; 7 — клиноременная передача; 9 — патрубки для подачи холодной воды; 10 — патрубок для отвода соковых паров; 11 — узел для подачи воды в шнек; б — для потрохов птицы: 1, 6 — горловины загрузки и выгрузки; 2 — корпус; 3 — шнек; 4 — вентиль; 5 — привод шнека; 7,8 — опоры;

9 — пробка

навстречу движению холодной воды. Производительность охладителя до 500 кг/ч при частоте вращения шне­ка 0,05 с"¹.

Шнековый охладитель для потро­хов птицы показан на рис. 9.97, б. Охлаждение в нем происходит при прямом контакте продукта и холод-

ной воды. Это допустимо при охлаж­дении таких продуктов, как печень, сердце, желудок и шеи птицы, каче­ство которых не ухудшается при кон­такте с водой. Продукт загружают в горловину загрузки 1, и он шнеком 3 транспортируется вдоль наклонно ус­тановленного корпуса 2. Навстречу

продукту движутся вода температу­рой 1 °С, которая подается через вен­тиль 4, и ороситель, находящийся в корпусе. Время охлаждения продукта до 4 °С составляет 15 мин. Уровень воды в аппарате устанавливается пе­реливным отверстием, а полный слив осуществляют при отвинчивании пробки 9.

Производительность охладителя до 250 кг/ч, мощность привода шнека 0,25 кВт, объемный расход холодной воды 0,9 м³/ч.

Основные расчеты. При расчете охладителей определяют количество отводимой теплоты, производитель­ность аппаратов, тепловые балансы и поверхности теплообмена, расход ох­лаждающей жидкости.

Количество отводимой теплоты (Дж/кг) при охлаждении жира до полного застывания (кристаллизации)

Q = с„(*_н - Q + г_ж + c_K(t₃ - t_K), (9.173)

где с_н, с_к — удельная теплоемкость расплав­ленного и застывшего жира, Дж/(кг ■ К); t,,, *з> ^к — температуры жира начальная, засты­вания и конечная, С; г_ж — скрытая теплота кристаллизации жира, Дж/кг.

Для расчетов можно принимать с_н = = 2300 Дж/(кг ■ К), с„ = 1460 Дж/(кг • К), г_ж = (l,21...1,46)10^s Дж/кг.

Температуры начала застывания жиров: говяжьего 34...38 °С, баранье­го 34...35, свиного 22...33°С.

Если жир охлаждается до темпера­туры выше застывания, то количе­ство теплоты (Дж/кг)

Я = c_H(i_H - t_K).   (9.174)

Для ориентировочных расчетов мож­но принять следующие значения коэф­фициента теплопередачи k [Вт/(м² ■ К)]: для котлов с мешалкой 550...600, для цилиндровых аппаратов 700... 750, для пластинчатых 1000...1100.

Производительность (кг/с) перио­дически действующих охладителей

(9.175)

где G — масса единовременной загрузки, кг; т_ц — продолжительность цикла, с; V — гео-

метрический объем аппарата, м³; ф — коэффи­циент заполнения; ф = 0,8...0,85; р — плот­ность продукта, кг/м³; т_охл — продолжитель­ность охлаждения, с; т_{п 3} — продолжитель­ность подготовительно-заключительных опера­ций, с.

Расчет цилиндровых ох­ладителей. Производительность (кг/с) цилиндровых охладителей не­прерывного действия равна

(9.176)

где Р_а — площадь поперечного сечения про­дукта, м²; v_()c — осевая скорость движения продукта, м/с; D_n, D_B — диаметры внутренний цилиндра и внешний вытеснителя, м; <р — ко­эффициент полезного использования сечения с учетом объема лопастей; ф = 0,7...0,8.

Осевая скорость (м/с) создается пи­тательным насосом и может быть оп­ределена при заданных начальных значениях производительности и при предполагаемых значениях D_n и D_B:

(9.177)

Площадь поверхности теплообмена при охлаждении жира F (м²) при за­данной производительности М (кг/с) определяют по формуле

(9.178)

где q — удельное количество теплоты, отводи­мой от жира при охлаждении, Дж/кг; к — ко­эффициент теплопередачи, Вт/(м² ■ К); At — среднеарифметическая или среднелогарифми-ческая разность начальной и конечной темпе­ратур продукта, К.

Зная площадь поверхности тепло­передачи и периметр цилиндра П = л;1)_ц, определяем суммарную дли­ну (м) цилиндра

(9.179)

По суммарной длине определяют рациональные длины и число отдель­ных цилиндров в аппарате.

Расчет пластинчатых ап­паратов. При технологическом рас­чете пластинчатых аппаратов опреде-

ляют площади поверхностей теплооб­мена, расходы теплоты, пара и хла-доносителя, гидравлическое сопро­тивление аппарата и размеры выдер-живателя. Исходными данными для расчета служат производительность аппарата, начальные и конечные тем­пературы продукта и рабочих жидко­стей и их физические свойства.

Далее строят примерную схему ап­парата в зависимости от его техноло­гического назначения.

В пластинчатом односекционном охладителе жира процесс осуществля­ется в одной ступени, где хладоноси-тель (холодная вода) движется в про­тивотоке с продуктом. Вначале зада­ют конструкцию пластин и их типо­размер, на основе чего определяют площадь рабочей поверхности пласти­ны / (м²), зазор между пластинами h (м), ширину проточной части пласти­ны (м), коэффициент теплопроводнос­ти X [Вт/(м • К)]. Для пластин из не­ржавеющей стали А, = 15 Вт/(м ■ К).

Тепловой баланс охладителя

Q = Mc(t₁-t₂) = G_pc_p(U-t'_B), (9.180)

где Q — тепловая нагрузка аппарата (расход холода), Дж/с; М — производительность аппа­рата, кг/с; с — средняя удельная теплоем­кость продукта в данном интервале темпера­тур, Дж/(кг К); (j, <₂ — начальная и конеч­ная температуры продукта, "С; G_p — расход рабочей жидкости (воды), кг/с; с,, — средняя удельная теплоемкость рабочей жидкости,

Дж/(кг К); t'_a, t_B — начальная и конечная температуры рабочей жидкости, "С.

Тепловой баланс пластинчатого теплообменника можно составлять без учета потерь в окружающую среду, которые составляют менее 0,1 % из-за малой величины отношений внеш­ней площади поверхности аппарата к общей площади поверхности теплооб­мена.

Температура (°С) холодной воды при выходе из аппарата

(9.181)

где п_в — кратность рабочей среды.

Кратность рабочей среды — отно-

шение расхода рабочей среды к рас­ходу продукта:

(9.182)

Разность температур на входе Д£_б и выходе At_M из аппарата:

М_б=^-С     (9.183)

Д'м=*2-С       <^9Л84)

Тогда средний температурный напор

Д^ср (°С) в аппарате при —— > 2

[    ^д^м    J

(9.185)

Симплекс температурного режима

(9.186)

Определяют предварительно макси­мально допустимую скорость потоков в аппарате с учетом его гидравличес­кого сопротивления и условий тепло­обмена по формуле

(9.187)

где к — предполагаемый коэффициент тепло­передачи, Вт/(м² ■ К); Ар_п — гидравлическое сопротивление продукта, Па; ^ — коэффициент гидравлического сопротивления по длине кана­ла; с_п — теплоемкость продукта, Дж/(кг ■ К); р_п — плотность продукта, кг/м³.

В случае охлаждения жира можно ориентировочно принять к = 1000 Вт/ (м² • К). Коэффициент гидравлическо­го сопротивления

для ленточно-поточных пластин

£ = ll,2Re-°'²⁵,    (9.188) для сеточно-поточных пластин

£ = 15Re-°-²⁵.     (9.189)

В первом приближении можно принять для ленточно-поточных плас­тин £ = 1,9.

Зная скорость движения продукта, находят число каналов в пакете

(9.190)

Если получается дробное число, то его округляют до целого и уточняют значение скорости v.

Скорость охлаждающей воды вы­бирают равной или кратной (выше в 2...3 раза) скорости продукта. Коэф­фициенты теплоотдачи от продукта и воды определяют из критериального уравнения, описывающего теплообмен в закрытых каналах:

Nu=0,lRe°-⁷Pr⁰'⁴³^J, (9.191)

ad                                    _o vd

где Nil =---- — критерий Нуссельта; Re = — —

^•ж                                                             ^v

критерий Рейнольдса; ^^г -, — критерий

Прандтля для ядра потока; Рг_с — критерий Прандтля для пристенного слоя.

В этих формулах: a — коэффициент тепло­отдачи, Вт/(м² • К); d — диаметр канала, м; Х_ж — коэффициент теплопроводности жидко­сти, Вт/(м • К); v — коэффициент кинемати­ческой вязкости, м²/с; с — теплоемкость жид­кости, Дж/(кг ■ К); р — плотность жидкости, кг/м³.

Отношение (Рг/Рг_с)^0>25 может быть принято в среднем на стороне нагрева 1,05, на стороне охлаждения 0,95.

Значения вязкости v, теплопровод­ности X и теплоемкости с определяют для средней температуры продукта и рабочей жидкости:

(9.192)

Находим коэффициенты теплоотда­чи со стороны рабочей жидкости ocj и продукта а₂:

ai(a₂) = Nu-^,    (9.193)

где d₃ — эквивалентный диаметр канала, м.

(9.194)

где Ь — рабочая ширина пластины, м; h — расстояние между пластинами, м.

Коэффициент теплопередачи [Вт/ (м² • К)]

(9.195)

где 8_СТ — толщина стенки, м; Х_ст — теплопро­водность материала стенки, Вт/(м • К).

Площадь поверхности теплообмена (м²)

(9.196) Число пластин в секции

(9.197)

где f — площадь поверхности теплопередачи одной пластины, м².

Тогда число пакетов в секции при известном числе каналов т

(9.198)

После расчета число округляют до целого.

Затем проверяют значение гидрав­лического сопротивления аппарата

(9.199)

где L_n — приведенная высота пластины, м; Ь_п = f/b.

При расчете многосекционных ус­тановок вначале составляют принци­пиальную схему аппарата и график изменения температур по секциям (рис. 9.98), используя исходные дан­ные к расчету: производительность М (кг/с), температуры продукта (°С): на­чальную t\, конечную t2, пастериза­ции t_s, начальную охлаждающей

воды t_B.

Температура нагреваемого продукта при выходе из регенератора теплоты

Ч = h + (*з - *i)e. (9.200)

где е = 0,7...0,85 — коэффициент регенерации.

 

Рис. 9.98. Расчетная схема пластинчатого теплообменника

Температура охлаждаемого продук­та при выходе из регенератора

*4 = t_l + t₃ - t₂.   (9.201)

Конечная температура охлажденно­го продукта (°С)

t_s=t_B+2.       (9.202)

Температуры горячей t_r и холод-

ной t_B воды при выходе из секции рассчитывают по формулам

(9.203)

(9.204)

где £_г, t_B — начальные температуры горячей и холодной воды, "С; е_п> с_г, с_в — теплоемкость про­дукта, горячей и холодной воды, Дж/(кг • К); л_г, п_в — кратность циркуляции горячей и холод­ной воды.

При расчетах принимают п_г = 4... 6; п_ъ = 3.

Далее по секциям определяют большие At₆ и меньшие At_M разности температур и средние температурные

напоры At_cp, а также температурные симплексы S.

Отношение площадей поверхности теплообмена секций можно найти из соотношения

(9.205)

где F_peK, F_mc, F_OXJI — площади поверхности теплообмена секций рекуперации, пастериза­ции и охлаждения; S_|)eK, S_nnc, S_0XJl — соответ­ствующие температурные симплексы; й,,_ек, ^пао й_охл — ориентировочные значения коэф­фициентов теплопередачи этих секций, Вт/ (м² • К).

В расчетах  можно  принять

£рек = ^пас = 1300 Вт/(М² • К),         к_охл =

= 1000 Вт/(м² -К). '

Распределение гидравлического сопротивления в аппарате пропорци­онально соотношению площадей по­верхности теплообмена:

^Ррвк • АРпас. Щ>охл ~ ■''рек • •''пас • -''охл-

(9.206)

В то же время общее сопротивле­ние аппарата (Па)

Ар = 2Ар_рек + Ар_пас + Др_охл + Ар_тр,

(9.207)

где Ар_п, — сопротивление в подводящих и от­водящих коммуникациях.

Сопротивление регенератора удваи­вается, так как продукт дважды про­ходит через одну и ту же секцию. Об­щее сопротивление аппарата ориенти­ровочно задают в пределах до 0,5 МПа. Далее для каждой секции по формулам, приведенным выше, оп­ределяют средние температуры, кри­терии Pr, Re и Nu, находят коэффи­циенты теплоотдачи aj и aj и общие коэффициенты теплопередачи. Затем рассчитывают число каналов т в па­кете, общую площадь поверхности теплообмена секции и число пакетов в секции.

На основании полученных данных составляется окончательная компо­новка аппарата и проводится прове­рочный расчет.

Выдерживатели представляют со­бой камеру (цилиндрическую, змееви-ковую, полочную), сквозь которую в изотермических условиях проходит

продукт за определенное время вы­держки т. Время выдержки (с)

т = еЗб.84-0,48^      (9.208)

где t — температура пастеризации, °С.

Тогда вместимость выдерживателя (м³)

V = Мх,        (9.209)

где М — производительность аппарата, м³/с.

Из условий неразрывности потока длина выдерживателя (м)

L = v_maxx,       (9.210)

где v_mnx — максимальная скорость потока, м/с.

При ламинарном течении

v_max = 2v_cp,      (9.211)

где v_cl, = M/F — средняя скорость потока, м/с; F — площадь поперечного сечения выдержива­теля, м².

При турбулентном движении

v_max = (0,8...0,9)v_cp. (9.212)

Контрольные вопросы и задания. 1. Ка­кие типы цилиндровых аппаратов применяют для охлаждения жира? 2. Как организованы потоки жира и хладоносителя в цилиндровых аппаратах? 3. Что такое пластификатор и ког­да его применяют? 4. Назовите типы пластин, применяемых в пластинчатых аппаратах. 5. Какова конструкция пластинчатого охлади­теля для жира? Как организованы потоки жира и хладоносителя? 6. Какие основные ап­параты входят в состав пластинчатой установ­ки А1-ФПВ? 7. Объясните, для чего в теплооб­меннике устанавливают секцию регенерации. 8. Как устроены шнековые охладители для твердых материалов? 9. Как определить пло­щадь поверхности теплообмена при охлажде­нии жира? 10. Чему равна производительность цилиндровых охладителей? 11. Составьте теп­ловой баланс пластинчатого охладителя жира. 12. Каков порядок расчета многосекционных пластинчатых установок?

9.6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ

Сушка — это технологический про­цесс, при котором из продукта удаля­ется связанное вещество — вода в ре­зультате подвода извне теплоты. Суш­ку пищевых и кормовых продуктов применяют для консервирования, по­вышения сроков их хранения в обыч-

ных условиях и для приобретения но­вых технологических свойств. В зави­симости от вида исходных и конеч­ных свойств материалов используют сушку: контактную, конвективную, радиационную, в электрическом поле высокой и сверхвысокой частоты при атмосферном или пониженном давле­нии. Существуют различные комбина­ции перечисленных методов. При по­ниженном давлении в зависимости от термолабильности продукта проводят сушку из жидкого или замороженно­го состояния влаги (сублимационная сушка). В соответствии с видами суш­ки различают контактные, конвектив­ные и сублимационные сушильные установки (сушилки).

Контактные сушильные установ­ки. В контактных сушильных уста­новках теплота, необходимая для ис­парения влаги, подводится к поверх­ности продукта от нагреваемых по­верхностей, на которых этот продукт располагается. Поверхности нагрева­ют паром, минеральными маслами и электрическим током. Контактные су­шилки бывают периодического и не­прерывного действия.

К контактным сушильным уста­новкам периодического действия от­носят горизонтальные вакуумные кот­лы, а также камерные (шкафные) и камерные с мешалкой установки. Контактными сушильными установ­ками непрерывного действия являют­ся вальцовые, шнековые и дисковые.

Контактные установки пе­риодического действия. В ва­куумных горизонтальных котлах, рассмотренных ранее, разваренное мягкое или твердое сырье и коагули­рованную кровь высушивают в вакуу­ме при давлении от 52 до 66 кПа и температуре продукта 72...80 °С. Обо­грев ведут глухим паром давлением 0,3 МПа, Интенсифицируется процесс путем перемешивания продукта лопа­стями.

В камерных (шкафных) установ­ках продукт размещают на неподвиж­ных полках, обогреваемых паром или электрическим током. Подобные су­шилки работают при атмосферном давлении и под вакуумом.

Вакуумные шкафные сушилки со-

стоят из герметичной цилиндричес­кой камеры с открывающейся дверью и обогреваемыми полками-плитами с рубашками, в которые подается пар давлением 0,2...0,4 МПа. Жидкие или пастообразные продукты разме­щают на противнях, устанавливаемых на плитах. Уровень давления и соот­ветствующая температура испарения определяются допустимой степенью нагрева, не снижающего исходных свойств продукта.

Сушилки изготовляют с суммарной площадью поверхности нагреватель­ных плит 6...77 м² и числом плит 7... 14. Испарительная способность поверх­ности составляет от 1 до 2 кг/(м² ■ ч) при расходе 2,5 кг пара на 1 кг испа­ренной влаги.

Камерная контактная сушилка с мешалкой (рис. 9.99, а) для сушки пера состоит из внутреннего 12 и внешнего 11 корпусов, образующих рубашку, в которую по трубе 4 пода­ется пар. Снаружи корпус покрыт слоем теплоизоляции 10 и облицован стальными листами. В нижней части корпуса предусмотрен люк 8 для ре­монта лопастей мешалки. В передней плоской крышке корпуса смонтиро­ван люк 13 для загрузки пера, закры­ваемый шибером с ручным управле­нием. В задней крышке установлен патрубок 7 для выгрузки пера. В верх­ней части передней и задней крышек имеются отверстия, закрытые короба­ми 1, 5 и соединенные трубопроводом. Через них производится отвод влаж­ного воздуха.

Мешалка состоит из вала, закреп­ленного в двух сферических шарико­вых подшипниках, к которому на ры­чагах крепятся лопасти 9. Мешалка приводится во вращение от мотор-ре­дуктора 6 через муфту. На камере ус­тановлены сосуды 3 для подачи анти­септических и антистатических ра­створов.

Сушилка 1 входит в состав уста­новки РЗ-ФАР/1 (рис. 9.99, б), имею­щей также вентилятор 5 и камеру для затаривания пера 4. Патрубок для выгрузки пера из сушилки соеди­нен трубопроводами 3 с камерой зата­ривания, состоящей из двух отделе­ний, закрываемых герметично двер-

цами, а камера затаривания — трубо­проводом 2 отсоса влажного воздуха с вентилятором 5. Установка снабжена шиберами с пневматическим управле­нием для изменения направления движения воздуха в трубопроводах, приборами для измерения температу­ры и влажности пера.

Сушка пера происходит в течение 10 мин при закрытом шибере на пат­рубке выгрузки пера и трубопроводе к камере затаривания. Температура сушки до 70 °С, давление пара 0,2 МПа. В процессе сушки в камеру дополнительно подается свежий, по­догретый до 70 °С воздух. Перо выг­ружают из аппарата (путем создания с помощью вентилятора 5 разреже­ния) через камеру затаривания 4 при закрытом трубопроводе 2. Производи­тельность агрегата по сухому перу до 90 кг/ч при единовременной загрузке 37...45 кг.    Потребление    пара

140...200 кг/ч.

Контактные установки не­прерывного действия. Вальцо­вые сушилки применяют для сушки жидких, вязких и пастообразных продуктов (кровь, меланж, мездровый клей, органопрепараты и др.). Они бывают с одним и двумя вальцами, работающими при атмосферном или пониженном давлении.

Двухвальцовая контактная ат­мосферная сушилка для сушки крови показана на рис. 9.100. Рабочим ор­ганом аппарата служат два полых вальца, состоящих из литой чугунной обечайки 7 и двух крышек 6 и 9. Цапфами крышек вальцы установле­ны в подшипниках скольжения, а подшипниковые опоры закреплены на стойках 12. На цапфах передних кры­шек с помощью шпонки установлены открытые зубчатые колеса 5, обеспе­чивающие встречное движение валь­цов. Вальцы приводятся во вращение от электродвигателя 1 мощностью 10 кВт через муфту 2, вариатор ско­рости 3 и редуктор 4, на выходном валу которого установлена шестерня открытой зубчатой передачи. Через полые цапфы задних крышек введе­ны трубы для подачи пара 10 и отво­да конденсата 11. Трубы герметизиру­ют сальниковыми уплотнениями.

Рис. 9.99. Установка РЗ-ФАР/1 для сушки пера:

а — сушилка: 1, 5 — короба для отвода влажного воздуха; 2 — воздуховод влажного воздуха; 3 — сосуды для дезинфицирующего раствора; 4 — труба для подачи пара; 6 — мотор-редуктор; 7 — патрубок для выг­рузки пера; 8 — люк; 9 — лопасть мешалки; 10 — теплоизоляция; 11, 12 — внешний и внутренний корпуса; 13 — люк для загрузки; б — схема агрегата: 1 — сушилка; 2 — трубопроводы для отсоса воздуха; 3 — трубо­провод для отвода пера; 4 — камера затаривания пера; 5 — вентилятор

Рис. 9.100. Двухвальцовая контактная атмосферная сушилка:

1 — электродвигатель; 2 — муфта; 3 — вариатор скорости; 4 — редуктор; 5 — зубчатое колесо; 6,9 — пере­дняя и задняя крышки вальцов; 7 — обечайка; 8 — зонт; 10 — труба для подачи пара; 11 — труба для отвода конденсата; 12 — стойка; 13, 14 — продольный и поперечный шнеки; 15 — нож; 16 — распылитель

Кровь подают на вальцы по трубо­проводам в ванночки, в которых вра­щаются распылители 16 — валы с дис­ками, приводимыми во вращение от зубатых колес 5. Диски захватывают кровь, которая сдувается с них струей воздуха, подаваемого через форсунки от вентилятора. Кровь тонким слоем напыляется на поверхность обечаек и высушивается за один оборот вальцов. Слой высушенной крови снимается ножами 15, прижимаемыми к обечай­ке пружинами. Снятый сухой продукт попадает вначале в два продольных шнека 13 и затем в поперечный 14, ко­торый выводит его из агрегата. Про­дольные шнеки приводятся в движе­ние через цепную передачу от цапфы вальцов, поперечный шнек имеет ав­тономный привод. Нож и снимаемый продукт охлаждаются струей воздуха. Частота вращения вальцов меняется от 0,18 до 0,72 с"¹, температура на по­верхности обечайки 105...110 °С. Дли­тельность сушки составляет 7...30 с, испарительная способность — 6... 30 кг/(м² ■ ч). Расход пара на 1 кг ис­паренной влаги 1,25 кг.

В вакуумных сушилках вальцы помещают в герметичную камеру с дверцами и люками для обслужива­ния. Влажный продукт поступает в камеру по трубам, а высушенный шнеком подается поочередно в один

из двух сборников, который после за­полнения отсоединяется шибером от аппарата и разгружается. Температу­ра сушки в вакуумном аппарате 60... 70 °С, что способствует повышению качества продукта без снижения про­изводительности аппарата. Испари­тельная способность вакуумных валь­цовых сушилок 40...70 кг/(м² ■ ч).

Непрерывнодействующие контакт­ные шнековые и дисковые сушилки используют для сушки обезжиренной шквары.

Шнековая контактная сушилка К7-ФКЕ-7 для шквары (рис. 9.101, а) состоит из трех последовательно со­единенных секций 7. Секция имеет U-образный корпус с паровой рубаш­кой 5, крышкой с загрузочной горло­виной 1 и коллектором 6 для отвода влажного воздуха. Внутри корпуса вращается полый вал-труба 4, на по­верхности которой приварен шнек 3. К концам трубы приваривают цапфы, которые устанавливают в подшипни­ках качения. Подшипники крепят в стаканах боковых стенок корпуса. На передних цапфах шнека устанавлива­ют ведомые звездочки 17 цепной пе­редачи (рис. 9.101,6). Ведущую звез­дочку устанавливают на выходном валу редуктора 15, соединенного кли-ноременной передачей 14 с электро­двигателем 13 мощностью 5,5 кВт.

Рис. 9.101. Шнековая контактная сушилка К7-ФКЕ-7 для шквары:

а - общий вид; б - кинематическая схема; 1 - горловина для загрузки продукта; 2, 9 - патрубки для отво­да конденсата; 3 - шнек; 4- вал-труба; 5 - паровая рубашка; в - коллекторы для отвода влажного возду­ха, 7 — секции сушилки; 8 — патрубок для подачи пара в шнек; 10 - патрубок для выгрузки продукта- 11 - патрубки для подачи пара в рубашку; 12 - рама; 13 - электродвигатель; 14 - клиноременная переда­ча; J5 — редуктор; 16 — цепная передача; 17 — ведомые звездочки

Наружный диаметр шнека 302 мм, высота витка 28 мм, шаг витка 65 мм, частота вращения 0,09 с"¹. Че­рез вторую цапфу по патрубку 8 во внутреннюю полость трубы 4 подает­ся пар, а через патрубок 9 отводится конденсат. Вводы патрубков гермети­зированы сальниковыми уплотнения­ми.

Вследствие сушки в тонком слое (30 мм) и развитой поверхности теп­лопередачи продолжительность про­цесса составляет 40 мин, а производи­тельность аппарата (по сырью) — до 500 кг/ч. Влажность высушенного продукта 10 %. При давлении пара в рубашке до 0,4 МПа температура су­хого продукта при выходе из третьей секции равна 105 °С, что обеспечивает ее стерилизацию.

Дисковая контактная сушилка фирмы «Сторк-Дюк» (Голландия) не­прерывного действия показана на рис. 9.102. В ней интенсификация тепло- и массообмена осуществляется с помощью вращающихся дисков, обогреваемых изнутри паром. Сушил­ка (рис. 9.102, а) представляет собой цилиндрический корпус 10, снабжен­ный обогревающей рубашкой, коллек-

тором 3 и патрубками 4, 5, 6 для от­вода влажного воздуха. В торцевых крышках, которые крепят к корпусу болтами, имеются подшипниковые опоры. Внутри корпуса в подшипни­ках вращается дисковый вал (рис. 9.102, б), состоящий из двух коакси-ально установленных труб 11 и 13. На внешней трубе 13 приварены диски, состоящие из цилиндрических колец 14, к которым приварены боковые стенки 15, закрываемые торцевыми кольцами 17.

Пар подают через цапфу вала в трубу 13 и из нее через отверстия в диски, где пар конденсируется. Кон­денсат стекает через соединительные трубки 12 в центральную трубу 11 и выводится из аппарата через цапфу, снабженную сальниковым уплотнени­ем. Продукт загружают в сушилку через патрубок 7, он тонким слоем распределяется между дисками, где происходят его нагрев и сушка, и пе­ремещается вдоль корпуса косо по­ставленными лопастями 18 к патруб­ку для выгрузки 1. Продукт нагрева­ют и через стенки корпуса аппарата.

Вал приводится во вращение элек­тродвигателем 2 через клиноремен-

Рис. 9.102. Дисковая контактная сушилка фирмы «Сторк-Дюк» (Голландия):

а — общий вид; б — схема дискового вала; 1 — патрубок для выгрузки; 2 — электродвигатель; 3 — коллектор для влажного воздуха; 4,5, 6 — патрубки для отвода влажного воздуха; 7 — патрубок для загрузки сырья; 8 — клиноремен-ная передача; 9 — редуктор; 10 — корпус сушилки; 11 — цент­ральная труба; 12 — соединительные трубки; 13 — внешняя труба; 14 — кольцо; 15 — боковые стенки дисков; 16 — стяжки; 17 — торцевое кольцо; 18 — лопасть

ную передачу 8 и цилиндрический редуктор 9. В зависимости от произ­водительности диаметр диска D меня­ется в пределах от 1,6 до 2,9 м, а длина аппарата — от 3 до 11 м. При этом площадь поверхности теплопере­дачи изменяется от 26 до 400 м², а мощность электродвигателя — от 7,5 до 110 кВт.

Конвективные сушильные уста­новки. В конвективных сушильных установках для подвода теплоты при­меняют нагретый газ (сушильный агент), который контактирует непос­редственно с обрабатываемым продук­том. Одновременно этот газ служит влагопоглощающей средой. В каче­стве газа используют воздух, продук­ты сгорания топлива (газообразного, жидкого или твердого) или газовоз­душную смесь, если допустим кон­такт высушиваемого продукта с про­дуктами сгорания.

Конструкции сушильных устано­вок зависят от вида обрабатываемых материалов (твердые кусковые, твер­дые зернистые, пастообразные, жид­кие) и от их лабильности к уровню и продолжительности температурного воздействия.

Для сушки твердых кусковых ма­териалов применяют камерные и тун­нельные установки. Сыпучие материа-

лы сушат: в разрыхленном слое в ба­рабанных, шнековых, лопастных, ро­торных, вибрационных и других уста­новках; в псевдоожиженном (кипя­щем) или фонтанирующем слое с виб-ро- или аэроожижением; в потоке газа (пневматические сушилки). Пас­тообразные комкующиеся материалы сушат в кипящем или фонтанирую­щем слое на поверхности инертных материалов-носителей. Жидкие мате­риалы (суспензии, растворы и др.) су­шат в распылительных сушилках или во вспененном слое.

Камерные шкафные уста­новки. Их применяют для сушки щетины, волоса, рогов, копыт, кости (цевки), обработанных кишечных оболочек, шкур и органопрепаратов. Корпус 1 установки (рис. 9.103, а) снабжен теплоизоляцией. Внутри корпуса крепят полки 2, изготовлен­ные из стальной сетки, или устанав­ливают сетчатые противни. На полки и противни загружают обрабатывае­мый продукт. Корпус имеет плотно закрываемые двери, через которые загружают и выгружают продукт. Сушильным агентом служит воздух, который подогревают либо полнос­тью в выносном калорифере, либо частично или полностью в камере. При этом процесс сушки можно осу-

Рис. 9.103. Схемы конвективных камерных сушильных установок:

а — шкафная: 1 — корпус; 2 — сетчатая полка; 3 — короб для подачи сухого воздуха; 4, 10 — шиберы; 5 — калорифер; 6 — вентилятор; 7 — всасывающий воздуховод; 8 — фильтр; 9 — отводящий воздуховод; 11 — байпас; 12 — короб для отвода влажного воздуха; б — туннельная: 1, 10 — двери; 2 — шибер; 3 — отводя­щий воздуховод; 4 — вагонетка; 5 — сетчатая полка; 6 — вентилятор; 7 — всасывающий воздуховод; 8 — ка­лорифер; 9 — короб для подачи сухого воздуха

ществлять без повторного использо­вания влажного воздуха, с частичной или полной его рециркуляцией. При полном подогреве в выносном кало­рифере свежий воздух засасывается вентилятором 6 по воздуховоду 7 че­рез фильтр 8, нагнетается в калори­фер 5, где нагревается, и через жа­люзи короба 3 поступает в камеру. В камере воздух проходит между ряда­ми полок, отбирая влагу от продук­та, и через короб 12 отводится из камеры. С помощью шибера 10 влаж­ный воздух может быть полностью отведен в атмосферу через воздухово­ды 9 или возвращен в вентилятор по байпасу 11.

На рис. 9.103, б приведена схема камерной туннельной установки, в которую продукцию загружают на ва­гонетках 4, снабженных сетчатыми полками 5. Теплоизолированная ка­мера имеет две двери 1 и 10 и короба для подачи 9 и удаления воздуха. Свежий воздух подогревается в вы­носном калорифере 8, влажный воз­дух отводится через воздуховод 3. Подобные установки периодического действия применяют для сушки кост­ного клея и желатина. При сушке массу одним слоем раскладывают на противни, изготовленные из сетки с ячейками размером 20 х 20 мм. На

вагонетку загружают 25 противней. Расстояние между противнями 50 мм. Число вагонеток и длина туннеля за­висят от необходимой производитель­ности установки; длина туннеля ме­няется от 20 до 50 м. Температура воздуха на входе в сушилку 35...40 °С, на выходе 23 °С, относи­тельная влажность 75 %, скорость движения между рамами 3 м/с. Про­должительность сушки 6...8 ч. В лет­нее время при высокой температуре наружного воздуха сушка возможна лишь с использованием кондициони­рования.

Камерная шкафная трехходовая конвективная сушилка для органо­препаратов (рис. 9.104) имеет ступен­чатый внутренний подогрев воздуха и частичную его рециркуляцию, что по­зволяет получить мягкий режим суш­ки, не снижающий качества продук­ции при незначительных перепадах температуры. Она состоит из изолиро­ванного корпуса 1 с двумя дверями 15, через которые по направляющим 13 загружают сетчатые противни 14. Внутреннее пространство камеры в горизонтальной плоскости разделено перегородками 12 на три зоны, в ко­торых установлены паровые калори­феры 2, 3 vi 11. Свежий воздух через фильтр 7 подают вентилятором 5 в

воздуховод 4. Он нагревается первым калорифером 3, проходит через зазо­ры между противнями и, отбирая влагу от продукта, охлаждается. Да­лее воздух вновь нагревается калори­фером Пив начале третьей зоны — калорифером 2. Отработавший влаж­ный воздух по воздуховоду 10 направ­ляется к шиберу 9, с помощью которого он может быть отведен пол­ностью в атмосферу через фильтр 8 или направлен на полную либо час­тичную рециркуляцию. Обрабатывае­мый продукт, например пепсин, заг­ружают на сетку слоем толщиной 1,5 мм. Начальная влажность продук­та 40 %, конечная — 3 % (по отно­шению к общей массе). Продолжи-

Рис. 9.104. Камерная шкафная трехходовая конвективная сушилка для органопрепа­ратов:

1 — корпус; 2, 3, 11 — калориферы; 4 — воздуховод для подачи свежего воздуха; 5 — вентилятор; 6 — электродвигатель; 7,8 — фильтры; 9 — шибер; 10 — воздуховод для влажного воздуха; 12 — перегородки; 13 — направляющие; 14 — противни; 15 — двери; 16 — труба для отвода конденсата; 17 — труба для подачи пара

тельность сушки при температуре воздуха от 35 до 39 °С составляет 3,5 ч.

Туннельные установки. Ре­жим работы туннельных установок может быть непрерывно-цикличес­ким, если загрузку сырого и выгруз­ку сухого материала осуществлять од­ной или несколькими вагонетками че­рез определенный промежуток време­ни. В этом случае установки снаб­жают шлюзами или защитными при­способлениями на входе и выходе из туннеля. Непрерывный процесс суш­ки осуществляют при перемещении продукта (сыпучего, кускового или пастообразного) через сушильную ка­меру или туннель на сетчатой ленте конвейера. Подобная сушилка для щетины оборудована конвейером с сетчатой лентой шириной 0,12 м и длиной 3 м. Лента проходит через прямоугольную камеру, в которую вентилятором подается нагретый до 30...50 °С воздух. Расход пара на ис­парение 1 кг влаги 4,6 кг.

 

Ленточная конвективная сушил­ка фирмы «Марубени» (Япония) с многозонной системой подвода су­шильного агента предназначена для сушки желатина. Лента конвейера 15 (рис. 9.105, а) изготовлена из сталь­ной нержавеющей сетки шириной 2,2 м и длиной 32 м. Скорость движе­ния конвейера можно изменять в пре­делах (1,3...5)10~³ м/с. Лента прохо­дит через прямоугольный теплоизоли­рованный туннель 3, разделенный по­перечными перегородками на десять зон. В девяти зонах осуществляют сушку, а в десятой — охлаждение желатина. Желатин поступает из эк-струдера в виде бесконечных нитей — «лапши» диаметром 3 мм и качаю­щимся конвейером 1 распределяется на сетке конвейера 2 слоем толщиной до 15 мм. Наружный воздух проходит через фильтр 7 и попадает в кондици­онер 6, где нормализуются его влаж­ность и температура. Зимой воздух нагревают до 15 "С и увлажняют до влагосодержания 0,005 кг/кг сухого воздуха. Летом воздух осушают с по­мощью раствора хлорида лития до той же влажности. Вентилятором 4 воздух нагнетают в первую зону, и далее, нагреваясь в автономных кало­риферах 14, он проходит остальные зоны. Температура его постепенно по­вышается от 15 до 75 °С в последней зоне, откуда воздух удаляют вентиля­тором 11 в атмосферу или частично направляют вновь в кондиционер. Высушенный и охлажденный жела­тин поступает в дробилку 13 и в при­емную воронку 12 и направляется на дальнейшую переработку. Сетку кон­вейера промывают горячей водой тем­пературой 80 °С в агрегате, установ­ленном под лентой конвейера. При необходимости ее стерилизуют ост­рым паром.

 

Рис. 9.105. Ленточная конвективная сушилка фирмы «Марубени» (Япония):