Роторно морозильный аппарат

        При хранении в одноэтажных холодильниках замороженного мяса в полутушах, уложенных в штабеля высотой 4,9 м, нагрузка на 1 м² камеры хранения в среднем составляет 2000 кг/м², в то время как при хранении мяса, замороженного в виде блоков, 3600 кг/м². Аналогичный эффект получают в результате лучшего использования емкости транспортных средств при перевозках мяса, замороженного в блоках.

        Производство замороженной рыбы в блоках также позволяет более рационально использовать замораживающие устройства, грузовместимость камер хранения и транспортных средств по сравнению с замораживанием рыбы как штучного продукта. Это особенно важно, так как основные промысловые районы рыбы находятся на значительном удалении от потребителя.

        Большую часть продуктов растительного происхождения замораживают как мелкоштучную продукцию. Это экономически целесообразнее, чем замораживание в блоках. После замораживания из уже замороженного продукта формируют блоки, хранить и транспортировать которые удобнее, нежели мелкоштучную продукцию. Продукты, предназначенные для реализации,  часто  замораживают  в  виде  блоков-брикетовпорций, наборов.    В таком виде их удобно хранить, транспортировать  из  районов  производства к  потребителю, реализовывать через торговую сеть.

Блоки формируют из стандартных единиц (кусков). Поскольку толщина блока оказывает существенное влияние на продолжительность замораживания, ее выбирают кратной минимальному размеру единицы (куска) продукта, причем такой, чтобы была обеспечена достаточная механическая прочность замороженного блока. Соотношение размеров сторон блока обычно принимают кратным размерам строительного кирпича, т. е. 1 : 1,85 : 3,85. Это дает возможность складировать замороженные блоки в штабеля с перевязкой швов, обеспечивая устойчивость штабеля при перемещении на поддонах с помощью погрузчиков.

       Массу блоков выбирают в зависимости от вида продукта и его дальнейшего использования - для промышленной переработки или реализации. Продукты, предназначенные для промышленной переработки, замораживают в виде блоков массой не менее 8 кг. При этом количество кусков продукта в блоке должно быть минимальным. Продукты, предназначенные для реализации,   замораживают   в   виде   блоков-брикетов   массой

0,1÷1,5кг.

        Основные требования к производству замороженных продуктов в блоках аналогичны общим требованиям к производству замороженных пищевых продуктов с целью сохранения их качества: использование качественного сырья; интенсивный теплоотвод (быстрое замораживание);  достижение достаточно низких конечных температур в продукте (глубокое замораживание) ;   создание условий, при которых была бы сведена до минимума усушка;  достижение хорошего товарного вида. Из перечисленного  в  производстве  блочных замороженных продуктов по сравнению с другими технологиями замораживания специфичными  являются   способы достижения  хорошего  товарного    вида   продукта-блока,   правильной   геометрической

формы.

       Формирование блока и придание ему правильных геометрических размеров обеспечиваются с помощью специальных металлических блок-форм или окантовок, различных упаковочных материалов или подмораживанием. Возможны два варианта выполнения операций по формированию блока и приданию ему правильной геометрической формы — до или после замораживания. Выбор одного из них зависит прежде всего от вида, качества, назначения продукта, а также способа замораживания и конструкции морозильного аппарата. Технология, в соответствии с которой блок формируют до замораживания, имеет ряд преимуществ. Во-первых, она позволяет лучше использовать емкость замораживающего устройства, вместимость упаковки с одновременным уменьшением воздушных пространств между отдельными составными частями блока, уменьшить усушку продукта при замораживании; во-вторых — применять ряд добавок, улучшающих вкусовые качества продукта и противодействующих изменениям продукта во время замораживания и последующего хранения.

       Если в качестве упаковки используют эластичные материалы, то для формирования боковой поверхности блока применяют металлические окантовки. Остальные поверхности блока формируют, подпрессовывая продукт или подмораживая его. Аналогично  формируют  блок,  если его упаковывание перед замораживанием не  предусмотрено. Формирование блоков и их упаковывание проводят на специализированных устройствах, что обеспечивает высокую производительность труда и низкую стоимость упаковочной единицы продукции. Увеличение объема продуктов при замораживании в большинстве случаев не вызывает   нарушения   индивидуальной   упаковки   блока,   так  как обычно  она негерметична.

        Если же упаковка герметична, то увеличение объема продукта в процессе замораживания учитывают при порционировании. На практике большое количество продуктов (прежде всего мелкоштучные и сыпучие) формируют в виде блоков и упаковывают их после замораживания. Такая технология требует меньшей продолжительности пребывания   продукта   в   формовочном и упаковочном аппаратах, что особенно важно в случае ведения этих операций при плюсовых температурах. Кроме того, при упаковывании продуктов в замороженном состоянии вместимость упаковки используется не полностью.

        Для нашего аппарата мы выбираем  упаковку выполненной из парафинированной  бумаги.                                                                  [5, c. 22] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        5 Описание устройства и принципа действия аппарата 

     Автоматизированный роторный аппарат типа АРСА-3-15м показан на рисунке № 1 

1 —  механизм открытия морозильной  секции; 2 — дозирующее устройство; 3 — загрузочное устройство; 4 — приборы управления электрической системы (шкаф); 5 — приборы управления гидравлической системой (шкаф); 6 — транспортер  выгрузки блоков;  7 — механизм  срыва  блоков;  8 — механизм   поворота лотков. 

Рисунок № 1. Автоматизированный роторный морозильный аппарат типа АРСА-3-15м 

 Основными   рабочими элементами аппарата  являются радиально расположенные  относительно вала трехплиточные  секции, в которых замораживается продукт, механизмы /открытия секций и поворота ротора, загрузочное устройство, механизмы отсекателей и срыва блоков, транспортер выгрузки блоков, кантователь и насосная станция.

        Каждая секция аппарата состоит из средней, верхней и нижней морозильных плит. Морозильные   плиты изготовляются из специального алюминиевого профиля. По каналам морозильных плит циркулирует холодильный агент, подача которого в каждую морозильную плиту и отвод из нее производится через специальные штуцеры, приваренные к морозильным плитам. Для равномерной подачи холодильного агента установлена дроссельная шайба с калиброванным отверстием диаметром 4 мм.

        Средняя морозильная плита является неподвижной относительно вала ротора и жестко крепится на кронштейнах, которые находятся на дисках вала ротора. Верхняя и нижняя морозильные плиты притягиваются к средней пружинами, установленными с двух сторон секции. Фиксирование верхней и нижней морозильных плит относительно средней морозильной плиты производится с помощью штырей, входящих в валики, которые закреплены на средней морозильной плите. При работе аппарата подлежащий замораживанию продукт загружается в пространство между плитами.

        Механизм открытия состоит из валиков с кулачками. Поворот валиков осуществляется под действием штока гидравлических цилиндров, предназначенных для открытия секций. Кулачки, закрепленные на кольцах валика, передают усилие на верхнюю (или нижнюю) морозильную плиту через специальные пальцы, приваренные к плите и, поднимая (или опуская) морозильную плиту, увеличивают расстояние между ними. Условный проход в момент раскрытия секций составляет 100 мм. Рабочие пружины секции растягиваются, что позволяет при обжатии блоков создать необходимое давление на продукт для подпрессовки. Механизм поворота ротора состоит из водила и диска, гидравлического цилиндра и фиксатора.

        Водило с помощью втулки насажено на обечайку левого коллектора вала ротора. От осевых перемещений водило, предохраняют два полукольца, вставленных в кольцевой паз стакана коллектора вала и соединенных между собой винтами. К фланцу левого коллектора болтовыми соединениями прикреплен диск, в котором имеются отверстия (по числу секций).

        Движущим элементом механизма поворота ротора является гидравлический цилиндр, хвостовик которого с помощью пальца шарнирно закреплен между двумя кронштейнами, приваренными к раме аппарата. На шток гидравлического цилиндра навернута вилка, зафиксированная штифтом. С помощью пальца вилка соединена с рычагом водила. На нем шарнирно сидит собачка, зафиксированная в определенном положении пружиной. При движении штока гидравлического цилиндра вверх водило, вращаясь вместе с обечайкой, поворачивается на валу ротора таким образом, что собачка упирается в палец, поворачивает ротор аппарата, устанавливая следующие секции в позицию загрузки. При обратном движении штока цилиндра собачка выходит из зацепления с пальцем диска и скользит по нижерасположенным пальцам, возвращаясь пружиной в первоначальное положение. Поскольку собачка не зацепляется с пальцем диска, ротор не вращается, оставаясь в том положении, в котором он оказался после поворота.

        Фиксатор представляет собой рычаг, сидящий с помощью втулки на пальце, который прикреплен к раме аппарата. Один конец рычага удерживается пружиной, соединенной винтом и гайкой с рамой.

Загрузочное устройство представляет собой подвижной стол, который может перемещаться по вертикали, обеспечивая загрузку верхних и нижних секций.

         Горизонтальное перемещение подвижного стола осуществляется гидравлическим приводом через реечное зацепление. Механизмы автоматики (конечные выключатели) обеспечивают периодическое движение подвижного стола вперед для загрузки и назад в исходное положение.

Механизм  отсекателей удерживает блоки в  секции при загрузке подвижного стола  и его возвращении в исходное положение. Механизм состоит из валиков  с флажками и гидравлических цилиндров. По окончании загрузки секции гидравлический цилиндр поворачивает валик так, что флажки упираются в кассету  и удерживают блок в секции. После этого механизм отсекателей возвращается в исходное положение.

        Механизм срыва блоков, расположенный в нижней части аппарата, состоит из вала с рычагами, которые при повороте вала сдвигают замороженные блоки к центру ротора и удерживают их от произвольного выпадания. Когда секция находится на позиции выгрузки, рычаги механизма срыва блоков быстро возвращаются в исходное положение. Замороженные блоки соскальзывают на лоток транспортера выгрузки блоков. Выпавшие блоки сдвигаются в кантователь. Внизу лотка установлены контрольные устройства, фиксирующие выпадение блока.

        Транспортер выгрузки блоков состоит из винта, ходовой гайки и скребка. Вращение винта осуществляется гидравлическим приводом.

        С транспортера выгрузки блоки попадают в кантователь, который, поворачиваясь вокруг оси, подает блоки на упаковочный стол. Кантователь приводится в движение гидравлическим цилиндром.

Насосная  станция аппарата является автономной. Производительность насоса 18 литров в минуту, при рабочем давлении 400÷500 кПа.                  [1, c. 189] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

        6 Определение расчётных технологических параметров 

    Роторный  морозильный аппарат для замораживания  продуктов (курицы) в блоках размером 370 370 75 мм имеет производительность 1,2т/ч кг/ч.кг/с Начальная температура субпродукта , конечная температура замороженного блока .              [1, c. 190]

    При расчете роторного морозильного аппарата требуется определить объем  и массу блока, продолжительность  его замораживания, вместимость  аппарата и количество морозильных  секций, угол между секциями в роторе аппарата, внутренний и наружный диаметр  ротора, теплопритоки в аппарат, а  также объемный и массовый расходы  холодильного агента, циркулирующего в морозильных плитах аппарата.

    Объем замороженного блока                                                   [2, c. 79]

м³.                                                               [2, c. 80]

    Масса блока  =

кг.

    Продолжительность замораживания блока находят  из зависимости  ,                                       [2, c. 80]

    Где -Удельное количество теплоты, отводимой от 1 кг замораживаемого продукта

              - креоскопическая температура продукта,

              - температура кипения хладагента,