Расчёт термокамеры

УСТРОЙСТВО  ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЯСНЫХ ТУШ

Известны устройства для термической обработки мясных туш, выполненные в виде изолированной  камеры с подвесными путями для туш  и расположенными между путями каналами с соплами для подачи воздуха.

Предлагаемое устройство ускоряет процесс путем подачи большей массы воздуха. Достигается это тем, что сопла в каналах установлены под углом к продольной оси туш.

Угол подобран так, чтобы  выходящие из двух смежных сопел  воздушные потоки сходились на более  толстой части туши.

На рисунке 14 схематично изображено предлагаемое устройство и канал для подачи воздуха, вид снизу.

Рисунок 14 – Схематическое  изображение предлагаемого устройства и канал для подачи воздуха

Устройство для термической обработки мясных туш, выполнено в виде изолированной камеры с подвесными путями для туш и расположенными между путями каналами с соплами для подачи воздуха, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса путем подачи большей массы воздуха, сопла в каналах установлены под углом к продольной оси туш, причем угол подобран такой величины, чтобы выходящие из двух смежных сопел воздушные потоки сходились на более толстой части. /7/

 

СПОСОБ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ  ОБРАБОТКИ КОЛБАСНЫХ ИЗДЕЛИЙ И АВТОМАТ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процессы подсушки и обжарки колбасных изделий. Это достигается тем, что нагретый воздух и горячий дым подают отдельными мелкими струями, направленными перпендикулярно к поверхности изделий и расположенными в шахматном порядке (рисунок 15) /7/.

Предметом изобретения  является способ термохимической обработки  колбасных изделий путём подсушки подогретым воздухом, обжарки горячим  дымом, варки и охлаждения при  непрерывном перемещении изделий  в процессе обработки.

Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процессы подсушки и обжарки колбасных изделий. Это достигается тем, что нагретый воздух и горячий дым подают отдельными мелкими струями, направленными перпендикулярно к поверхности изделий и расположенными в шахматном порядке.

Для осуществления способа  предлагается автомат, состоящий из камеры для подсушки, обжарки, варки  и охлаждения и снабжённый конвейером для непрерывного проведения обрабатываемых изделий через все камеры.

Особенность автомата заключается  в том, что в камерах подсушки и обжарки установлены перфорированные перегородки, через которые под давлением вводятся в камеры соответственно нагретый воздух и горячий дым.

В автомате установлен подающий опилки шнек, кожухом которого является нагретая до соответствующей температуры труба.

На фиг. 1 изображен  схематически предлагаемый автомат  в продольном разрезе; на фиг. 2 –  разрез по АА на фиг.1; на фиг. 3 – разрез по ББ на фиг.1.

Автомат состоит из камер 1 и 2 для подсушки колбасных изделий  подогретым воздухом, камеры 3 для обжарки их горячим дымом, камеры 4 для варки и камеры 5 для охлаждения колбасных изделий. Камеры сообщаются между собою через окна. Для предотвращения перетекания дыма из камеры 3 для обжарки в соседние с нею камеры, в местах сообщения этих камер установлены газовые затворы 6, выполненные в виде канала с козырьком, направляющим струи дыма под углом к направлению движения колбасных изделий.

Автомат снабжен конвейером 7, на штангах 8 которого на крючках подвешиваются  колбасные изделия. Термохимическая обработка изделий происходит при непрерывном движении конвейера 7 через все камеры.

Для направления и  рециркуляции нагретого воздуха  в камере 1 и дыма в камере 3 установлены  перфорированные перегородки 9, внутри которых расположены нагревательные элементы 10.

Вентиляторы 11 и 12 забирают подогретый воздух из камеры 1 и дым  из камеры 3 и через перфорированные  перегородки 9 подают их в виде отдельных  мелких струй, направленных перпендикулярно  поверхности изделий.

Часть отработанных воздуха  и дыма удаляется наружу через патрубок 13.

Свежий дым поступает  в камеру 3 из дымообразователя, топливом для которого служат опилки, подаваемые шнеком 14, заключённым в трубу 15, являющуюся его кожухом. Труба 15 нагревается  от нагревательного элемента 16 до температуры воспламенения опилок, интенсивность горения которых регулируется количеством воздуха, подводимого в зону горения с помощью шибера 17. Зола собирается в золоприёмник, расположенный вне автомата. Высокая температура трубы 15 обеспечивает равномерность процесса дымообразования и полное сгорание опилок.

Из камеры 3 после обжарки  колбасные изделия поступают  в камеру 4, где подвергаются действию влажного пара, и далее подаются в камеру 5 для охлаждения холодной водой, распыляемой форсунками 18. Отработанная вода собирается снизу в поддоне и после очистки и охлаждения направляется для повторного использования.

После охлаждения колбасные  изделия транспортируются в камеру 2 для обдувки тёплым воздухом. При  выходе из камеры 2 отработанные колбасные  изделия автоматически сбрасываются на транспортёр упаковки 19.

Предмет изобретения

1. Способ термохимической  обработки колбасных изделий  путём подсушки подогретым воздухом, обжарки горячим дымом, варки  и охлаждения при непрерывном  перемещении изделий в процессе обработки, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процессов подсушки и обжарки, нагретый воздух и горячий дым подают отдельными мелкими струями, направленными перпендикулярно к поверхности изделий и расположенными в шахматном порядке.

2. Автомат для осуществления способа по п.1, включающий в себя камеры для подсушки, обжарки, варки и охлаждения и снабжённый конвейером для непрерывного проведения обрабатываемых изделий через все камеры, отличающийся тем, что, с целью подачи нагретого воздуха и горячего дыма в виде тонких струй, в камерах подсушки и обжарки установлены перфорированные перегородки, через которые под давлением вводятся в камеры соответственно нагретый воздух и горячий дым.

3. Автомат по п.2, отличающийся  тем, что, с целью предотвращения перетекания дыма из камеры обжарки в соседние с нею, в местах сообщения этих камер установлены газовые затворы.

4. Автомат по пп.1 и  2, отличающийся тем, что для  непрерывного образования при  сгорании опилок дыма при подаче  его в камеру обжарки установлен подающий опилки шнек, в котором кожухом служит нагретая до соответствующей температуры труба.

 

 

Рисунок 15 – Способ термохимической  обработки колбасных изделий  и автомат для осуществления  способа

 

 

2 Технические описания  работы установки

 

2.1 Описание принципа работы технологической схемы

 

Рисунок 16 – Технологическая  схема

Основные элементы установки – сушильная камера, где происходит собственно сушка свиных рулетов, поступающих в рамах, где они подвешены на палки, калорифер, в котором воздух нагревается перед поступлением в сушильную камеру, и вентилятор, обеспечивающий принудительную циркуляцию воздуха и дыма, получаемого из дымогенератора.

Воздух подается в  калорифер, где подогревается греющим паром с давлением 0,3 МПа и направляется вентиляторами в сушильную камеру. В камеру загружаются рамы с формованными свиными рулетами, имеющими влажность 70 %, привезёнными в вагонетках. В дымогенератор загружаются опилки бука, в результате их сгорания образуется дым.

В камере воздух (дым) взаимодействует со свиными рулетами. Кроме того в камере предусмотрена система форсунок, которая распыляет воду на высушиваемые свиные рулеты. Воздух нагревает мясные изделия, и влага испаряется до содержания в количестве 30 %. Отработанный воздух выходит из камеры через трубу. Образовавшийся конденсат собирается через конденсатоотводчик (отработанная сточная вода) и далее не используется.

В процессе сушки изменяются и параметры высушиваемых свиных рулетов, а также изменяются их органолептические  показатели (цвет, вкус, запах).

 

2.2 Описание принципа  работы проектируемого аппарата

Термокамера состоит  из рабочей камеры сборнощитового типа, снабжённой прочным каркасом. Камера пятирамная, однорядная, тупиковая, спроектированная для работы с напольными рамами. Каждая секция камеры закрывается откидной одностворчатой дверью. Дымогенератор смонтирован сбоку, а энергоблок, состоящий из вентиляторов и калориферов, размещён над камерой.

Дым, получаемый в дымогенераторе, проходит фильтр и по трубе поступает  во всасывающую магистраль вентилятора и вентилятором выбрасывается в нагнетательную магистраль. Далее по рукавам он распределяется в воздуховоды. Вентилятор приводится в действие электродвигателем через клиноременную передачу. Калорифер обогревается паром. Камера снабжена душевыми устройствами, вода к которым подаётся по трубе. В камере смонтирована дополнительная труба, предназначенная для выброса отработанного воздуха.

 

 

3 Технические расчёты  проектируемого аппарата

 

3.1 Материальный расчёт  проектируемого аппарата

 

Производительность сушильной установки и количество удаляемой влаги определяют из уравнения материального баланса сухих веществ (1).

(1)

Из уравнения материального  баланса установки определяем расход влаги W,кг/с, удаляемой из высушиваемого материала (2):

(2)

Переведём производительность из кг/ч в кг/с:

Производительность сушильной  установки по высушиваемому материалу  при известной начальной массе  материала G_к ,кг/с рассчитывают по формуле (3):

,				(3)
где		Gн	–производительность установки по исходному продукту, кг/ч;
Wн	–начальная влажность продукта, %;
Wн=65…70% /15,с.89/;
Wк	–конечная влажность продукта, %;

  W_к=30% / 14, с.169/.

Подставляя данные в формулу (3) получаем:

Тогда удаляемая влага  составит:

 

 

3.2 Тепловой расчёт  проектируемого аппарата

 

3.2.1 Определение основных  параметров влажного воздуха

 

Для поддержания определённого  режима сушки необходимо знать основные параметры влажного воздуха – температуру t, относительную влажность φ, удельное влагосодержание x и энтальпию I:

1. температура t₀=9⁰C
2. относительная влажность воздуха φ=72%

Удельное влагосодержание  воздуха x, кг/кг рассчитывают по формуле (4):

,				(4)
где	0,622		–отношение мольных масс водяного пара и воздуха;
В		–барометрическое давление воздуха, Па;
В=745 мм рт. ст.=99100 Па (для  стран Европейской части СНГ);
Рнас		–давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па;
При 90С Рнас=8,61мм рт. ст.=8,61*133,3 Па=1147,713Па /9 ,с.536/

Подставляя данные в  формулу (4) получаем:

Т.к. подогрев воздуха  в калорифере происходит при неизменном влагосодержании воздуха, то удельное влагосодержание воздуха на входе в калорифер то же, что и на входе в сушилку. Тогда получаем:

Энтальпию влажного воздуха I, кДж/кг представляют как сумму энтальпий сухого воздуха и водяного пара, приходящегося на 1 кг сухого воздуха и рассчитывают по формуле (5):

,				(5)
где		сс.в.	–средняя удельная теплоёмкость сухого воздуха;
(при t<2000C сс.в=1,004 кДж/(кг*К);
t	–температура влажного воздуха, 0С
t=90
x	–удельное влагосодержание воздуха, кг/кг с.в.;
iп	–удельная энтальпия перегретого пара, кДж/кг.