Скороморозильні апарати
Скороморозильний апарат ГКА-2 (рис. 1) виготовлений у вигляді горизонтальної камери, розділеної перегородкою на два відсіки. У нижньому відсіку встановлені охолодні батареї 1, у верхньому відсіку 4 розташовані вентиляційна установка 2 і ярусні напрямні полиці 3, якими переміщається продукт. Кінці парних і непарних рядів полиць зміщені на рівні ділянки, завдяки цьому каретки 8 (мають чотири ходові ролики) і розміщені на них листи з продуктом можуть здійснювати вертикальне зигзагоподібне рух, переходячи з вищележачої полиці на нижчу.
Усередині відсіку 4 каретки з деками пересуваються по непарних полицях (1-а, 3-я, 5-а зверху) в один бік, а по парних полицях (2-а, 4-а, 6-а зверху) у протилежну. Таке переміщення здійснюється за допомогою механізму, що штовхає, виконаного у вигляді парних вертикальних гребінок 5, зуби яких розміщені над направляючими полицями. Зуби гребінець скошені, завдяки чому забезпечується плавне опускання крайньої каретки з деком з верхньої полиці на нижчерозташовану.
Для завантаження та вивантаження продукту служить підйомно-опускний стіл 6. При русі його вниз Г-подібні упори відкривають заслінку 7 розвантажувального вікна і каретка з деком виходить на стіл 6. Після цього лист зсувається на транспортер, а каретка, перебуваючи на столі, піднімається вгору , приймаючи на шляху два листи з продуктом. У верхньому положенні упори відкривають заслінку завантажувального вікна, через яке лист зі свіжим продуктом надходить на каретку і потім разом з нею гребінцем вштовхується на верхню полицю.
Продуктивність скороморозильного апарату ГКА-2 при температурі кипіння аміаку 40°С [т/добу (кг/с)]: зеленого горошку, вишні, черешні в коробках 10 (0,12), зеленого горошку розсипом 15 (0,18), перцю розсипом 10 (0,12),томатів розсипом, кукурудзи на початку 12 (0,14), сливи розсипом 15 (0,18). Температура повітря в апараті -35 ° С; поверхня батарей охолодження 925 м2; швидкість повітря над продуктом 7 м/с; продуктивність вентилятора 7,7 м-коду 3 /с; потужність електродвигуна вентилятора 10 кВт; електродвигуна конвеєра 1 кВт; тривалість циклу заморожування 3600. 15840 с (1. 4,4 год).
Тунельні скороморозильні апарати працюють безперервно. Швидке заморожування досягається впливом охолодженого повітря, що рухається вздовж продукту з швидкістю, температура якого - 30°С.
Мал. 1. Скороморозильний апарат ГКА-2
Мал. 2. Тунельний скороморозильний апарат
Тунельний морозильний апарат (рис. 2) має корпус 8, покритий корковою ізоляцією завтовшки 400 мм. У ньому встановлені дві батареї безпосереднього випаровування 13; поверхня охолодження їх 252 м2. Над батареями розташований транспортер 4 зі стрічкою із дротяної сітки шириною 2 м. Відстань між центрами барабанів транспортера 10 м. Робоча та неодружена частини стрічки підтримуються опорними роликами 5 і по краях - напрямними роликами 7.
Транспортер рухається від електродвигуна 12 через черв'ячний редуктор 11 і регулятор швидкості 10; за допомогою цього регулятора можна встановлювати тривалість заморожування від 2,5 до 3,5 год. Від того ж регулятора швидкості транспортер отримує періодичний (переривчастий) рух; це дозволяє в моменти зупинки завантажувати транспортер через отвір завантажувальний і розвантажувати його через отвір 9.
Коробки з продуктом встановлюють у камері попереднього 1 охолодження; для цього закривають кришку 3 при закритій гумовій завісі 2. У момент зупинки транспортера планка виштовхувача переміщуєкоробки із камери 1 на транспортер. Рідкий аміак подається в отделитель 6, звідки трубопроводами він надходить у випарні батареї. Випаровування відбувається при температурі -33,3°С. Після цього пароподібний аміак виходить у верхню частину рідинного отделителя 6 і надходить з нього в компресор.
У рідинному відділнику рівень аміаку підтримується регулятором поплавця. Циркуляція повітря здійснюється за допомогою шести осьових вентиляторів крильчастих 14, розташованих з одного боку батарей. Охолоджене повітря всмоктується вентиляторами з нижньої частини батареї і каналами нагнітається у верхню частину корпусу; звідси охолоджене повітря виходить у місце, де розташована робоча частина стрічки, де знаходиться продукт. Плоди у картонних коробках після заморожування мають температуру – 18°С. Продуктивність апарату 400 кг/год; габаритні розміри апарата 11500 х 3650 х 2300 мм.
Недоліки тунельного скороморозильного апарату: - Великі габарити; недостатнє використання його обсягу, що призводить до значних втрат холоду; невпорядкована циркуляція повітря, у результаті продукт нерівномірно заморожується по ширині стрічки; тепловтрати через завантажувальний отвір. Крім того, недоліком цього апарату є те, що він може бути застосований для заморожування продуктів тільки одного розміру.
Апарати для заморожування продуктів в азоті (побічний продукт при отриманні кисню) все ширше застосовують у консервній промисловості. Рідкий азот випаровується за температури - 195°С. Пари його направляють зі швидкістю 35...40 м/с на продукт, і в результаті великої різниці температур він заморожується за кілька хвилин.
Скороморозильний апарат має тунель, поділений по довжині на три секції. Через весь тунель проходитьтранспортер із сітчастою стрічкою з нержавіючої сталі, що переміщає продукт, що підлягає заморожуванню. Над транспортером у кожній секції встановлена камера нагнітання, в днищі якої укріплені сопла, спрямовані на продукт. У першій секції тунелю охолоджується продукт до температури заморожування; у другій - заморожується і в третій - "загартується". Пароутворення азоту відбувається у другій секції у випарнику; пари азоту з випарника повітродувкою нагнітаються в камеру і через сопла прямують на продукт. Повітродувки першої та третьої секцій відбирають пари азоту з другої секції та подають їх через нагнітальні камери та сопла на продукт. Кількість циркулюючих парів азоту регулюється в залежності від температури суміші. Тиск парів азоту в тунелі дещо вищий за атмосферний, що запобігає попаданню зовнішнього повітря і вологи, і тому снігової шуби всередині апарату не утворюється.
Випробування показали, що 90% витраченого холоду витрачається на відбір теплоти від продукту та 10% — на компенсацію теплоприток від повітродувки, транспортера та стінок тунелю.
Доцільність використання азоту визначають економічним розрахунком; при цьому приблизно можна вважати, що 1 кг рідкого азоту, випаровуючись і потім нагріваючись до -25°С, здатний віддати близько 376,8 кДж/кг (90 ккал/кг), чого достатньо для охолодження і заморожування 1 кг продукту до - 18 °З.
Багатоплиткові скороморозильні апарати застосовують для заморожування плодів, овочів, філе риби та м'яса у картонних коробках. У цих апаратах теплообмін між холодоагентом та продуктом відбувається через перегородку (стінку).
Апарати працюють як з безпосереднім випаром рідкого аміаку, так і з охолодженням розсолу.
Конструкція апаратів у частині, де здійснюються подачата відведення холодоагенту, залежить від його виду.
Багатоплитковий скороморозильний апарат, що працює з розсольним охолодженням, виконаний у вигляді шафи, що має одну або дві двері, через які завантажують і вивантажують продукт, покладений у картонні коробки. Внутрішні розміри шафи 1757 х 1230 х 1600 мм. У шафі горизонтально одна над іншою розташовані 11 плит розміром 1320 X 1000 х 40 мм. Плити виготовлені зі сплаву алюмінію і мають усередині зигзагоподібний канал, яким рухається розсіл, охолоджений до -25. -30°С. Верхня плита закріплена нерухомо; всі інші плити можуть рухатися вертикально вгору або вниз спеціальними напрямними. Плити переміщаються гідравлічним плунжером, що приводиться в рух тиском олії 1,0. 1,2 МПа; олія нагнітається шестеренним насосом через масляний ресивер.
При підйомі плит зазор між ними фіксується покладеними по краях дерев'яними планками, висота яких на 2.3 мм менша за висоту коробки. Загальний максимальний підйом плит 625 мм. При переміщенні нижньої плити нагору вона впирається планками у вищележачу, піднімає її до зустрічі з наступною плитою і т. д. Коробки з продуктом щільно затискаються між двома плитами, але не роздавлюються завдяки дерев'яним планкам, що фіксують зазор.
Розсіл надходить у плити і виходить із них через патрубки, з'єднані шлангами з вертикальними колекторами; через один подається охолоджений розсіл у всі плити; через інший відводиться нагрітий розсіл на охолодження. Швидкість циркуляції розсолу у плитах 0,2. 0,3 м/с.
Апарат працює періодично; продуктивність його залежить від кількості продуктів, що завантажуються одночасно, тривалості заморожування, завантаження та вивантаження.
Показники роботи апарату при заморожуванні продукту до температури - 18 ° С наведені втабл. 1 .
1 . Характеристика роботи апарату
Таку ж конструкцію мають багатоплиткові скороморозильні апарати, що працюють із безпосереднім випаром аміаку в каналах плит; конструктивно такі апарати відрізняються від описаного вище лише пристроєм пристроїв для подачі рідкого та відведення пароподібного аміаку.
В апараті встановлено 11 плит розміром 1300 х 1100 х 40 мм з алюмінію із зигзагоподібним змійовиком. Рідкий аміак температурою -30°С надходить через поплавцевий вентиль, що регулює, у вертикальний колектор і потім по шлангах - в кожну плиту. Колектор з'єднаний із ресивером рідкого аміаку, розташованим над апаратом. Пари аміаку відсмоктуються з кожної плити по шлангах до другого колектора, звідки вони прямують до компресора.
Основні недоліки плиткових скороморозильних апаратів: порівняно невелика продуктивність, що змушує встановлювати велику кількість апаратів та призводить до збільшення витрат на обслуговуючий персонал;
застосування ручної праці при заморожуванні товару у коробках і особливо у формах (підготовка товару, укладання в коробки, завантаження, вивантаження, переміщення);
непристосованість апаратів для одночасного завантаження продуктів різних розмірів та різної товщини;
періодичність роботи апаратів, пов'язана з необхідністю завантаження та вивантаження продукту;
невелика продуктивність апаратів через великий термічний опір у місці контакту коробок (форм) та плит.