Техническая характеристика аппарата ГКА-4 (с 14 полками)

Наряду с гравитационными конвейерными аппаратами применяют различные конвейерные аппараты с ленточными транспортерами. Такие аппараты могут оснащаться транспортирующим устройством с одной или несколькими лентами, расположенными на различных уровнях одна под другой. Ленты перемещаются в одном или в противоположных направлениях. Это так называемая многоленточная морозильная установка. Существуют конструкции, имеющие спиральную ленту, накрученную на вращающийся барабан (рис.171). Витки спирали расположены ярусами один над другим, их число может доходить до 30. Ленточные морозильные аппараты имеют устройства для принудительного перемещения воздуха вертикально вверх через слой уложенного продукта.

Рис.172. Конвейерный скороморозильный аппарат с ленточными транспортерами:

1 - камера охлаждения, 2 - камера замораживания, 3 - воздухоохладитель, 4 - вентилятор, 5 - электродвигатель привода, 6 - редуктор, 7 - ленточные транспортеры, 8 - приводной вал транспортера, 9 - пружинные натяжки, 10 - охлаждающие батареи, 11 - электродвигатель вентилятора, 12 - изолированный корпус, 13 - загрузочно-распределительное устройство, 14 - бункерное отверстие, 15 - разгрузочный транспортер, 16 - ссыпной лоток, 11 - вал редуктора.

На рис.172 изображен используемый в отечественной практике конвейерный скороморозильный аппарат с транспортерами ленточного типа, который предназначен для охлаждения и замораживания полужареного картофеля и некоторых других продуктов. Производительность аппарата при замораживании картофеля 150 кг/сут.

Аппарат состоит из пяти основных частей: камеры охлаждения, камеры замораживания, воздухоохладителя с вентилятором, привода транспортеров и воздухоочистителя.

Камеры охлаждения и замораживания расположены одна над другой. Но если высота помещения, где устанавливается аппарат, меньше 3,65 м, то охлаждающую камеру монтируют сбоку - рядом с морозильной камерой.

Внутри камер находятся горизонтальные ленточные транспортеры: два в охлаждающей камере и три в морозильной.

Транспортеры состоят из двух мотоциклетных цепей, надетых на две пары звездочек и соединенных между собой поперечными трубками диаметром 16 мм. К трубкам прикреплено полотно транспортера - лента шириной 800 мм, выполненная из пищевой морозостойкой резины с двумя текстильными прокладками. На приводной вал каждого транспортера насажена шестерня, отдельные шестерни находятся в последующем зацеплении друг с другом. Натяжение цепей транспортеров производят с помощью пружинных натяжек.

Воздухоохладитель состоит из одиннадцати аммиачных трехсекционных ребристых охлаждающих батарей, смонтированных двумя блоками, в одном из них пять, а в другом шесть батарей. Общая охлаждающая поверхность батарей 263 м². Во время работы аппарата через батареи продувается воздух, который дальше направляется в морозильную камеру, где, замораживая картофель, несколько отепляется и снова поступает к батареям воздухоохладителя. Циркуляция воздуха осуществляется вентилятором производительностью 11 тыс. м³/ч. Вентилятор приводится в действие электродвигателем мощностью 1,5 кВт.

Обе камеры аппарата и воздухоохладитель с вентилятором заключены в общий изолированный корпус. Изоляционным материалом корпуса служит мипора слоем 120 мм.

Привод аппарата состоит из комплектно изготовленных редуктора, вариатора скорости и электродвигателя мощностью 1,7 кВт.

Разгрузочный транспортер приводится в действие от приводного вала среднего транспортера морозильной камеры.

Воздухоочистителем в аппарате служит электроосадитель пыли РИОН-С/28, разработанный для пищевой промышленности институтом «Гипрогазоочистка».

Работает аппарат следующим образом. Картофель с температурой около 70°С подается из обжарочной печи к загрузочно-распределительному устройству, посредством которого насыпается ровным слоем на полотно верхнего транспортера охлаждающей камеры. Продукт доходит до конца этого транспортера и через бункерное отверстие в изолированном перекрытии между камерами пересыпается на полотно верхнего транспортера морозильной камеры. Здесь происходит такое же перемещение, затем картофель поступает на разгрузочный транспортер, который подает его на ссыпной лоток, укрепленный наклонно в выходном отверстии.

В охлаждающей камере температура картофеля снижается примерно до 30°С. Охлаждается он здесь наружным воздухом, предварительно очищенным от пыли электроосадителем. Подают воздух сюда специальным электровентилятором. Из камеры использованный воздух отводится наружу. В морозильной камере картофель доводится до температуры -18°С. Такая температура картофеля достигается при температуре воздуха в морозильной камере в среднем -26°С и скорости его циркуляции 5 м/с. Для получения такой температуры воздуха аммиак в батареях воздухоохладителя должен кипеть при температуре -33÷-35° С, что обеспечивается работой машины двухступенчатого сжатия.

Скороморозильные аппараты, замораживающие продукт во взвешенном состоянии в потоке воздуха, проходящего сквозь слой продукта снизу вверх (рис.173), называют флюидизационными. При скорости воздушного потока, соответствующей данному продукту, частицы последнего всплывают, отделяются одна от другой и свободно движутся в потоке. В таком состоянии масса продукта ведет себя как жидкость.

Рис.173. Аппарат для замораживания продуктов во взвешенном состоянии в потоке воздуха:

1 - конвейер для незамороженных продуктов, 2 - желоб, 3 - выгрузка замороженных продуктов, 4 - воздухоохладитель, 5 - вентиляторы.

Одним из главных преимуществ флюидизационных аппаратов по сравнению с аппаратом ленточного типа является индивидуальное замораживание отдельных экземпляров продукта, например, ягод, горошин и т.п. Особенно это важно для продуктов, имеющих склонность прилипать друг к другу.

Многоплиточные скороморозильные аппараты. Эти аппараты применяют для замораживания пищевых продуктов, упакованных в мягкую прямоугольную тару - рыбного филе, расфасованных плодов, ягод, овощей, а также мяса, субпродуктов и рыбы в блоках.

В плиточных морозильных аппаратах продукт зажимается с помощью гидравлического устройства между металлическими плитами, которые имеют каналы для циркуляции холодильного агента. Такое устройство обеспечивает хорошую теплопередачу. Преимущества хорошей поверхностной теплопередачи сводятся на нет с увеличением толщины продукта, поэтому ее часто ограничивают 50-60 см.

Усилие сжатия металлических пластин поддерживается постоянным во время всего процесса замораживания, что практически полностью исключает «выпучивание» продукта, которое наблюдается в воздушных морозильных аппаратах.

Основными преимуществами многоплиточных аппаратов по сравнению с аппаратами воздушного охлаждения являются: компактность; высокая производительность на единицу площади пола (более 3 т/м² в сутки); возможность использования системы непосредственного охлаждения, позволяющей, в свою очередь, не применять очень низкие температуры кипения холодильного агента; интенсивная теплоотдача от продуктов к плитам; небольшая продолжительность замораживания.

Температуру кипения холодильного агента в этих аппаратах принимают обычно равной -34°С. При такой температуре продолжительность замораживания однородных продуктов от +10°С до конечной температуры в их толще -18°С составляет:

для продуктов в целлофановой упаковке при толщине 25 мм - 35 мин при толщине 50 и 90 мм соответственно 84 и 190 мин;

для продуктов в картонной упаковке при толщине 25, 50 и 90 мм, соответственно 80, 165 и 300 мин.

На загрузку и разгрузку аппарата за каждый цикл замораживания затрачивается от 15 до 30 мин. Механизацию этих работ, особенно при эксплуатации аппаратов небольшой производительности, осуществить очень трудно, а в ряде случаев - невозможно. Это является существенным недостатком многоплиточных морозильных аппаратов. Тем не менее во многих зарубежных странах ими широко пользуются.

В нашей стране в связи с перспективой значительного увеличения выпуска блочного мяса, а также мелкорасфасованных замороженных продуктов многоплиточные скороморозильные аппараты получат широкое распространение.

Применяют два основных вида плиточных скороморозильных аппаратов: горизонтальные и вертикальные.

Аппараты с горизонтальным расположением плит (рис.174) более распространены. Корпус аппарата выполняют обычно с двумя двустворчатыми дверцами, расположенными в стенках одна напротив другой, чтобы можно было производить загрузку с одной стороны, а разгрузку с другой. Морозильные плиты перемещаются посредством гидравлического подъемника, располагаемого либо вверху аппарата - на крышке его корпуса, либо внизу - под нижней морозильной плитой. Для подъема и опускания плит пользуются иногда приводом от двигателя. Монтируют плиты так, чтобы расстояние между ними можно было менять в пределах от 25 до 100 мм. В каждом отдельном случае в зависимости от толщины пакета с продуктом это расстояние фиксируют при помощи деревянных подставок, закладываемых между плитами по их краям. Высота подставок должна быть на 1-2 мм меньше толщины пакета с продуктом.

Рис.174. Многоплиточный скороморозильный аппарат с горизонтальными плитами и нижним расположением гидравлической системы:

1 - гидроцилиндр, 2 - насос, 3 - морозильные плиты, 4 - резервуар с холодильным агентом, 5 - поплавковый клапан, 6 - выход холодильного агента, 7 - регулирующий вентиль, 8 - фильтр, 9 - вход холодильного агента, 10 - трубопровод, 11 - масляный бак, 12 - выход холодильного агента из морозильных плит.

Общее число плит в аппарате от 6 до 21. Размеры их: длина до 2 м, ширина до 1,2 м и толщина от 25 до 60 мм. Изготавливают плиты из алюминиевого сплава или стали.

Вертикально-плиточные аппараты являются относительно новой, но уже распространенной модификацией плиточных скороморозильных аппаратов. Применяют их главным образом для быстрого замораживания рыбы, рыбного филе и мяса в блоках. Эти аппараты можно также использовать для замораживания других продуктов.

В исполнении многих зарубежных фирм вертикально-плиточный аппарат представляет собой теплоизолированный корпус, внутри которого на стальной раме смонтированы секции вертикальных алюминиевых или стальных полых морозильных плит, охлаждаемых, так же как и в горизонтально-плиточных аппаратах, кипящим холодильным агентом или циркулирующим холодным рассолом. Расположены плиты в аппарате так, что они образуют морозильные ячейки. Каждая ячейка состоит из трех плит: одной средней, закрепленной неподвижно, и двух боковых, подвижных. После загрузки аппарата продуктами боковые плиты сдвигаются к средней плите на определенное расстояние, фиксируемое кассетами заранее вставляемыми между плитами. Это расстояние, определяющее толщину блока замораживаемого продукта, принимают обычно 100 мм, реже - 50 или 75 мм. Во многих конструкциях аппаратов этого типа можно устанавливать разное число плит и варьировать расстояние между ними. Так, например, в аппаратах К-5 (ГДР) можно замораживать блоки четырех размеров: 90×800×250; 90×800×300; 90×800×400 и 90×800×600 мм.

Рис.177. Схема скороморозильного мембранного аппарата ФМБ:

1 - стальная пластина, 2 - мембранная камера, 3 - резиновая манжета, 4 - ограничитель, 5 - блок мяса, 6 - опускающееся дно, 7 - коллектор 8 - патрубок для теплоносителя.

По способу выгрузки замороженных блоков различают три типа вертикально-плиточных аппаратов: с выгрузкой нижней, верхней и боковой (рис.175).

Из отечественных плиточных скороморозильных аппаратов широкое распространение получили мембранные и роторные.

Мембранные скороморозильные аппараты. Для замораживания блочного мяса и субпродуктов в блоках на некоторых мясокомбинатах используют линии с мембранными (вертикально-плиточными) скороморозильными аппаратами марки ФМБ-1, разработанные ВНИИ мясной промышленности. В настоящее время эти линии модернизированы и им присвоена марка ФМБ-2. С 1971 г. их серийно выпускает Донецкий завод «Продмаш».

В состав линии входят: несколько мембранных скороморозильных аппаратов, питатели и ковш, перемещающиеся вдоль линии по тельферному пути и предназначенные для загрузки сырья в аппараты; тележки и транспортер для приема замороженных блоков; помост для обслуживания оборудования линии; бак для мойки питателя и др. (рис.176).

Основным узлом линии является мембранный скороморозильный аппарат, представляющий собой прямоугольную коробку с опускающимся дном и съемной резиновой крышкой (рис.177). Внутри коробки установлены в вертикальном положении мембранные камеры. Каждая мембранная камера выполнена из двух стальных пластин, соединенных между собой и с коллекторами резиновыми манжетами. Одна пластина камеры неподвижна, другая перемещается по горизонтали, работая как мембрана. Мембранные камеры обращены одна к другой подвижными стенками. Пространство между стенками разделено перегородками на четыре блокообразователя.

Камеры и коллекторы образуют замкнутую систему, по которой циркулирует теплоноситель. Под давлением циркулирующего в этой системе теплоносителя подвижные стальные мембраны плотно прижимаются к продукту, уложенному в блокообразователи, и замораживают его в виде блоков прямоугольной формы. Затем теплоноситель отсасывается из мембранных камер. Под действием создавшейся разности давлений внутри и вне мембраны стальные мембраны с помощью резиновых манжет отодвигаются от замороженных блоков, образуя зазор шириной до 10-15 мм. Блоки остаются на дне аппарата, которое с помощью специального устройства опускается и они выгружаются на транспортер. Затем дно поднимается на прежнее место, аппарат вновь загружают продуктом, и процесс повторяется.

Корпус аппарата с внешней стороны изолирован и покрыт листовым алюминием. В верхней части аппарата расположена съемная крышка, а внизу - днище, которое опускается с помощью пневмоцилиндра при выгрузке замороженного продукта.

Перед замораживанием продукты упаковывают в пакеты из влагонепроницаемого материала (парафинированной мешочной бумаги, полимерной плёнки и др.), которые не примерзают ни к продукту, ни к плитам аппарата. Продолжительность замораживания от +4 до -8°С упакованных в бумажные пакеты блоков мяса и субпродуктов толщиной 100 мм в зависимости от температуры циркулирующего теплоносителя приведены ниже.