Технологическая линия производства мороженого

                                               Содержание

Аннотация Введение 1 Состояние вопроса 2 Технологическая линия  производства мороженого 3 Описание конструкции  и принципа действия  4 Техническое описание  и расчеты 4.1 Технологический расчёт  фризера 4.2 Конструктивный расчёт 4.3 Тепловой расчёт 4.4 Прочностной расчёт 4.5 Кинематический расчёт 5 Требования охраны труда Заключение Список использованных источников

3 4 5 10 16 21 21 22 24 26 26 27 20 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация

 

Расчетно – пояснительная записка к курсовому проекту включает в себя следующие разделы: Введение, где даются основные определения, термины, кратко говорится о теме курсового проекта.

1 Состояние вопроса, где описываются  разработки, основные достижения  в этой области.

2 Описание технологической линии, где указывается оборудование, режим производства мороженого.

3 Описание конструкции и принципа действия фризера непрерывного действия, где перечисляются основные элементы аппарата и их взаимосвязь.

4 Расчетная часть включает: конструктивный расчет, технологический, кинематический, прочностной и тепловой.

5 Требования охраны труда, где  перечисляются основные требования  техники безопасности.

В заключении делается вывод о проделанной работе, итог работы над темой курсового проекта.

Список использованных источников.

Графическая часть курсового проекта включает:

1. Лист 1 (А1) Машинно–аппаратурная схема линии производства мороженого в вафельных стаканчиках.
2. Лист 2 (А1) Фризер непрерывного действия Е4-ОФЛ – чертеж оборудования.
3. Лист 3 (А2) Кинематическая схема фризера непрерывного действия Е4-ОФЛ.

 

Введение

 

Охлаждение – процесс понижения температуры пищевых сред (но не ниже криоскопической) с целью задержания биохимических процессов и развития микроорганизмов. Это один из основных способов холодильного консервирования продуктов без изменения их структурного состояния. По принципу переноса теплоты способы охлаждения подразделяются на три группы:

– путем конвекции (охлаждение в воздухе продуктов, упакованных в непроницаемые искусственные или естественные оболочки, а также в жидких средах);

– в результате фазовых превращений (интенсивное испарение части содержащейся в продукте воды при его вакуумировании);

– смешанным теплообменом (передача теплоты осуществляется конвекцией, радиацией и за счет теплообмена при испарении влаги с поверхности продукта).

Замораживание – процесс понижения температуры ниже криоскопической на 10…30 °С, сопровождаемый переходом почти всего количества содержащейся в продукте воды в лед. Способы замораживания (контактные и бесконтактные) подразделяются на четыре группы:

– замораживание в кипящем хладагенте;

– замораживание в жидкостях как промежуточных хладоносителях;

– замораживание в воздухе как промежуточном хладоносителе;

– самозамораживание (испарительное).

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.

 

1 Состояние вопроса. Обзор существующих конструкций

 

В основу классификации аппаратов для охлаждения и замораживания пищевых сред положены следующие признаки: назначение цикла холодильной установки, способы получения холода, число ступеней охлаждения, вид и число рабочих веществ, температурный уровень охлаждения, полезная холодопроизводительность и др.

Представленная на рисунке 1 система и классификация используют наиболее существенный технологический признак холодильной обработки пищевых продуктов, который во многом определяет их качество.

 

Рисунок 1- Классификация аппаратов для охлаждения и замораживания пищевых сред

Обычно охладительные установки и охладители классифицируют на: непрерывного и периодического действия, открытые и закрытые, плоские и круглые, трубчатые и пластинчатые, однорядные и многорядные (пакетные), односекционные и многосекционные, прямоточные и противоточные. Среди аппаратов для охлаждения пищевых сред наибольшее распространение получили охладители открытого (оросительные и резервуарные) и закрытого (трубчатые и пластинчатые) типов.

Для охлаждения мяса, мясопродуктов, птицы, рыбы, масла, сыра, фруктов и овощей используются камеры или туннели. Камеры охлаждения могут быть цикличного (периодического) или непрерывного действия. Они представляют собой теплоизолированные помещения, оборудованные подвесными конвейерами, приборами охлаждения и системами воздухораспределения. Туннели представляют собой теплоизолированные помещения, по ширине которых вдоль туннеля расположены три (четыре) подвесных пути, а воздух охлаждают с помощью воздухоохладителей различного типа.

Камеры замораживания могут быть с естественной и принудительной циркуляцией воздуха, тупиковыми и проходными, периодического и непрерывного действия. Они оснащаются подвесными путями или стоечными поддонами. В камерах с естественной циркуляцией устанавливают пристенные и потолочные охлаждающие батареи, а с принудительной циркуляцией воздуха – воздухоохладители и специальные системы воздухораспределения.

Морозильные аппараты бывают воздушными, плиточными и контактными. Воздушные морозильные аппараты представляют собой теплоизолированные туннели, внутри которых размещены охлаждающие батареи, вентиляторы и транспортирующие средства. Плиточные морозильные аппараты предназначены для замораживания упакованных продуктов (рыбного филе, мяса в блоках, плодоовощных наборов и др.) и имеют систему непосредственного охлаждения. Замораживание в контактных аппаратах проводят методом орошения или погружения.

Фризеры бывают периодического и непрерывного действия, а эскимогенераторы - карусельного типа. Льдогенераторы служат для приготовления снежного и чешуйчатого льда, причем снежный лед получают в льдогенераторах вертикального и горизонтального типов.

По назначению различают бытовые холодильники, морозильники и холодильники-морозильники. В зависимости от способа получения холода бытовые холодильники могут быть компрессионными, абсорбционными и термоэлектрическими. В зависимости от способа их установки – напольными, типа шкафа, напольными типа стола и блочно-встраиваемыми. В зависимости от числа камер – одно-, двух- и трехкамерными.

Установки криогенного замораживания подразделяют на рефрижераторные, ожижительные и газоразделительные. Рефрижераторные установки предназначены для охлаждения и термостатирования, ожижительные – для перевода вещества в жидкое состояние, а газораспределительные – для разделения газовых смесей на составные компоненты.

Фризеры являются основным оборудованием в производстве мороженого и предназначены для частичного замораживания воды в подготовленных молочных смесях и насыщения их мелкодиспергированным воздухом. В зависимости от вида мороженого и конструкции фризера в лед переходит 25,0…60,0 % воды, а объем молочной смеси вследствие аэрации увеличивается примерно в два раза. Фризеры бывают непрерывного и периодического действия. Важнейшими узлами фризера являются рабочий цилиндр, который с внешней стороны охлаждается, а также системы охлаждения рабочего цилиндра и подачи продукта в него. Система охлаждения бывает аммиачной, фреоновой или рассольной, обеспечивающей охлаждение продукта до температур –3…–5 °С. Система подачи продукта осуществляет впуск в рабочий цилиндр вместе с продуктом также и воздуха для насыщения им продукта.

На рисунке 2 показан фризер непрерывного действия Е4-ОФЛ для получения мороженого из сливочной, молочной и других смесей производительностью 250…400 кг/ч. Подготовленная для взбивания смесь мороженого из бака 7 подается в рабочий цилиндр 5 фризера двухступенчатым насосом, установленным на станине 3. Цилиндр фризера  включает  мешалку,  которая  приводится  во  вращение с помощью привода 6.

Насадка 8 предназначена для наполнения продуктом цилиндра фризера. В цилиндре происходит термомеханическая обработка продукта: дробление воздушных пузырьков и равномерное их распределение в массе продукта, а также раздробление слоя льда, намерзающего на стенках цилиндра. На выходе готового мороженого из цилиндра установлен клапан противодавления, после которого поток мороженого выходит из фризера через выпускной кран 4.

 

 

Рисунок 2- Фризер непрерывного действия Е4-ОФЛ

 

Жидкий аммиак, предназначенный для охлаждения и замораживания смеси мороженого, из трубопроводов 2 и 9 поступает в регулирующий вентиль и аккумулятор 1, а далее в рубашку фризера для охлаждения взбиваемой массы. Через отверстия в стенке рубашки жидкий аммиак проходит в кольцевой зазор, в результате чего продукт во фризере охлаждается. Парожидкостная смесь из рубашки возвращается в аккумулятор 1, в котором капли жидкого аммиака отделяются от пара, а последний отсасывается из системы компрессором.

Фризер Б6-ОФМ (рисунок 3) предназначен для выработки мягкого мороженого из жидкой смеси. В корпусе фризера размещены две автономные системы приготовления мороженого, каждая из которых состоит из емкости 3 для предварительно подготовленной, исходной жидкой смеси.

Рисунок 3- Фризер Б6-ОФМ

 

Смесь заливают в емкость, откуда она через клапан 4 вместе с воздухом поступает в цилиндр 2. В рубашке цилиндра, которая является испарителем,  кипит хладагент R502. Смесь в цилиндре охлаждается и постоянно перемешивается мешалкой 11, вращение которой обеспечивается от индивидуального электродвигателя 6 через клиноременную передачу 5. Каждый цилиндр обслуживается низкотемпературным герметичным агрегатом с фильтрами- осушителями 8 и 9, размещенными в нижней части фризера. Корпус фризера закрыт ограждением 13, на котором размещены рукоятка 12 и полка 10. Фризер перемещается на колесах 7.

При охлаждении смеси в цилиндре до –5 °С реле температуры выключает холодильный агрегат и включает сигнальную лампу. С помощью рукоятки 12 открывают выпускное устройство 1, и мешалкой мороженое выталкивается из цилиндра.

Цилиндр фризера с приемным бункером и впускным клапаном показан на рисунке 4. Привод мешалки состоит из электродвигателя 8, клиноременной передачи 7, подшипникового узла 6 и шнека 9. Между лопастями мешалки и внутренней стенкой цилиндра имеется небольшой зазор. Вал мешалки со стороны привода уплотнен съемной резиновой гофрированной манжетой. В приемный бункер 2, снабженный теплоизоляцией 5, вместимостью 10 л заливают жидкую смесь мороженого температурой 12…18 °С до нижней кромки крышки впускного клапана 3. Необходимое количество смеси поступает через впускной клапан 4 в цилиндр 12.

Хладагент R22 поступает по штуцеру 10 и кипит в испарителе 11, образованном цилиндром 12 и наружной обечайкой. После включения фризера температура кипения R22 постепенно понижается и через 8…9 мин достигает –23…–26 °С. При этом жидкая смесь охлаждается на стенках цилиндра до –5 °С и замерзает. Во время процесса охлаждения мешалка взбивает смесь, внедряя в нее воздух, а затем снимает замерзшее мороженое со стенок цилиндра и перемещает его в сторону выпускного устройства 1. Продолжительность приготовления мороженого 10…15 мин.

Рисунок 4 - Цилиндр фризера с приемным бункером и выпускным клапаном

 

2 Описание технологической линии

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Мороженое – это сладкий замороженный продукт, вырабатываемый из приготовляемых по специальным рецептам жидких смесей, содержащих в определенных соотношениях составные части молока, плодов, ягод, овощей, сахарозу, стабилизаторы, в некоторых рецептурах – яичные продукты, вкусовые и ароматические вещества. Во многих рецептурам предусматривается одновременное использование молочного и растительного сырья.

По способам выработки мороженое подразделяют на закаленное, мягкое и домашнее.

Закаленное мороженое – это продукт, изготавливаемый в производственных условиях, который после выхода из фризера, с целью повышения стойкости при хранении замораживают (закаливают) до низких температур (минус 18 °С и ниже). В таком виде его сохраняют до реализации. Закаленное мороженое отличается высокой твердостью.

Мягким называется мороженое, которое вырабатывают в основном на предприятиях общественного питания и употребляют в пищу сразу же после выхода из фризера (температурой минус 5…7 °С). По консистенции и внешнему виду оно напоминает крем.

Домашнее мороженое изготавливают в домашних условиях с использованием компрессионного холодильного шкафа.

Закаленное мороженое классифицируют по виду продукта и наполнителя (по составу) и по виду фасования. По виду продукта и наполнителя оно подразделяется на основные и любительские виды. Мороженое любительских видов вырабатывают в сравнительно меньших количествах, чем мороженое основных видов.

Разновидности мороженого основных видов получают название в зависимости от своего состава и вводимых в продукт добавок (наполнителей).

По виду фасования закаленное мороженое подразделяют на весовое, крупнофасованное и мелкофасованное.

Для мороженого характерных высокая пищевая ценность и хорошая усвояемость организмом человека. В этом продукте, выработанном на молочной основе, содержится молочный жир, белки, углеводы, минеральные вещества, витамины А, группы В, D, Е, Р. В мороженом, в состав которого входят плоды или ягоды, богатые витамином С, содержится значительное количество этого витамина.