Производство мороженого

Коэффициент теплопередачи, Вт/м²▪◦C                                 1,45

Частота вращения мешалки, с^-1                                                5,6

Мощность электродвигателя мешалки, кВт                           0,27

Поверхность охлаждения, м²                                                   13,2

Масса, кг                                                                                     800

 

       Ванна ВДП

        Назначение изделия: ванна ВДП предназначена для подогрева, составления и пастеризации молочно-сливочной смеси при производстве мороженого.

Технические характеристики:

Рабочая вместимость ванны,м³                                             1,0

Установленная мощность привода, кВт                               0,7

Частота вращения мешалки, с^-1                                             2,7

Габаритные размеры, мм

                    длина                                                                   1650

                    ширина                                                                1200

                    высота                                                                 1850

          

 

       Емкость для созревания смеси мороженого

Назначение: Емкость предназначена для созревания смеси мороженого.

       Материал изготовления емкости   – Сталь 12Х18Н10Т

       Технические характеристики:

Рабочая вместимость, л                                                             2500

Внутренний диаметр, мм                                                          1400

Частота вращения мешалки, с^-1                                                0,27

Мощность электродвигателя мешалки, кВт                            0,75

Занимаемая площадь,  м²                                                          2,36

Масса, кг                                                                                      900

 

  Гомогенизатор А1 – ОГМ –  2,5

Назначение: Предназначен для дробления и равномерного распределения жировых шариков в молоке и жидких молочных продуктах с температурой от 45 ⁰С до 85 ⁰С и с кинематической вязкостью не более 3,3×10^-6 м²/с.

Технические характеристики:

      Производительность, л/час, не менее          2500

      Максимальное давление гомогенизации, МПа               20

       Диаметр плунжера, мм                                                                   45

       Ход плунжера, мм                                                                          40

       Частота вращения коленчатого  вала, с^-1                                    4,33

       Мощность электродвигателя, кВт                                                22

       Занимаемая площадь,  м²                                                           2,69

       Масса, кг                                                                                      1600

 

Фильтр  А1 – ОШФ

Назначение изделия: Смесь фильтруют после растворения компонентов и после пастеризации для удаления из нее нерастворившихся комочков сырья (сухого молока, стабилизаторов и др.) и возможных различных механических примесей.

Технические характеристики:

Производительность фильтра, кг/ч                                  2500÷4600

Давление смеси, МПа                                                            0,2÷0,25

Занимаемая площадь, м²                                                                0,4

Масса, кг                                                                                           62

  

Охладительная установка А1-ООЛ-3,25

 Назначение: предназначена для охлаждения смеси мороженого после пастеризации и гомогенизации перед танком созревания.

 Техническая характеристика

 Производительность, л/ч                                                     3250

  Температура, ⁰С

 на  входе в аппарат                                          70…77

 на  выходе из аппарата                                     6…10

 воды                                                                         12

  Поверхность  теплообмена пластины, м²                                   0,2

 Число  пластин, шт                                                                        36

 Занимаемая  площадь, м²                                                             1,8

  Габаритные  размеры, мм                                              1440*480*1600    

  Масса,  кг                                                                                      700

Фризер  РНС 1000

Назначение изделия: Фризер предназначен для производства мороженого  путем охлаждения, насыщения воздухом, взбивания и замораживания смеси. Фризер работает по принципу непрерывного фризерования под давлением при принудительной подаче смеси, обогащенной воздухом во фризер.

Технические характеристики:

Производительность, л/ч                                                           1000

Температура исходной смеси мороженого, ◦C

на входе  во фризер                                                                 2...4

на выходе                                                                              -2...-4      

Взбитость мороженого                                                              100%

Температура воды в системе охлаждения, °С                       15...18

Используемой фреон марки                                                        R22

        Потребление фреона, кг                                                                 14

Хладопроизводительность, Вт/ч                                              29000

Мощность привода насосов, кВт                                                  1,5

Мощность двигателя мешалки, кВт                                             15

Габаритные размеры, мм                                       1810*1060*1600

Масса, кг                                                                                       2000

Фасовочный  автомат М6 – ОЛ – 2В

Назначение: фасование мороженого в стаканчики и закалка при пониженных температурах.

      Технические характеристики:

      Производительность техническая (регулируется), кг/ч                    до 850

      Масса мороженого в стаканчике (регулируемая), г                       60…100

      Общая установленная мощность электродвигателя, кВт                     10,3

      Температура воздуха в скороморозильном аппарате, ⁰С                       -35

      Температура закаливания, ⁰С                                                     не менее 27

      Масса, кг                                                                                                   6800

 

Фасовочный автомат КП ЧАБ-39

Назначение: фасование мороженого в полиэтиленовую пленку.

         Мороженое  из фризера заполняет упаковку  из полиэтиленовой пленки. Упаковка  образуется при прохождении полиэтиленовой  пленки через формирующее устройство. Пленка склеивается горячим воздухом, поступающим из нагревательного  элемента.

  Технические характеристики:

        Калибр, диаметр батона, мм                                                                16-80

        Допустимая масса фасуемого продукта, г                                      14-1000

        Габаритные размеры, мм                                                   1210*1130*2220

        Масса, кг                                                                                                  1500

                                                                                         

Насосы

Насосы Н103,104 предназначены для  перекачивания молока в ванну для приготовления смеси.

Насос Н108 предназначен для подачи растопленного масла в ванну  для приготовления смеси.

Насос Н110, Н114 предназначены для  перекачивания готовой смеси  через фильтр, гомогенизатор и  теплообменник в емкость для  созревания.            

Насосы Н116, Н118 предназначены для  перекачивания созревшей смеси  для мороженого на закаливание.

 

           

3.2 Расчёт пластинчатого теплообменника

Исходные  данные:

Температура исходной смеси мороженого                          t₁=85⁰C

Температура мороженого на выходе из первой секции         t₂=25⁰C

Температура мороженого на выходе из теплообменника        t₃=6⁰C

Начальная температура  холодной воды                                     t_хн=18⁰С

Конечная  температура холодной воды                                        t_хк=40⁰С

Начальная температура  ледяной воды                                        t_лн=1⁰С

Конечная  температура ледяной воды                                          t_лк=6⁰С

Расход смеси  мороженого                                                          G=3250 кг/ч

Секция пастеризации

Количество  теплоты, передаваемое мороженым холодной воде:

                                                   (1)

 

Найдём среднюю  разность температур в секции пастеризации:

Температурная схема при противотоке

18       →     40     вода

25       ←     85      смесь

∆t_м = 7,    ∆t_б = 45

Средняя разность температур

∆t_ср = = 20,422 °C

Для нахождения скорости смеси мороженого необходимы следующие геометрические характеристики пластин:

Площадь теплообмена 1 пластины                                      S=0,3 м³

Эквивалентный диаметр канала                                           d_э=8*10^-3 м

Площадь сечения  канала                                                        f = 1,1*10^-3 м²

Толщина стенки пластины                                                    δ = 0,001 м

Приведенная длина канал                                                     l = 1,12 м

Длина*ширина                                                                  h*b = 1370*300  мм

 

Скорость  рассчитывается по формуле:

 

где М –  число параллельно работающих каналов.

Принимаем

Тогда                    

 

 

Принимаем целое  число каналов М_ц=5.

Уточняем  значение скорости

 

 

В секции пастеризации смеси средняя температура мороженого:

t´_ср.см = (t₁ + t₂) / 2 = (85+25) / 2 = 55°С

Средняя температура  холодной воды:

t´_ср.в = (t_н + t_к) / 2 = (18+40) / 2 = 29°С

 

 

 

По данным температурам  найдём параметры  смеси  мороженого и воды:

                                                                       смесь                                             вода

 вязкость  μ_см , Н*с/м²                                  0,007                                     0,804*10^-3       

теплопроводность  λ_см ,Вт/м²К                 0,584                                               0,618

удельная  теплоёмкость с_см ,Дж/кгК         3000                                                4180

плотность ρ_см , кг/м³                                   1060                                              1000

 

Критерий  Прандтля :

 

Для смеси:

 

Для холодной воды:

 

Критерий  Рейнольдса:

 

Для смеси:

 

Для холодной воды:

 

Критерий  Нуссельта:

 

Для смеси  мороженого:

 

Для холодной воды:

 

Коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²К):

 

Для смеси  мороженого:

 

Для холодной воды:

 

Коэффициент теплопередачи,Вт/(м²К) :

 

 

Находим поверхность  теплообмена,м² :

 

 

Число пластин:

 

 

Принимаем целое  число пластин 14 штук.

Число пакетов  пластин:

 

 

Принимаем целое  число пакетов Х_ц=2

 

Гидравлическое  сопротивление:

 

где ζ –  коэффициент сопротивления

 

 

 

 

Секция охлаждения

Количество  теплоты, передаваемое мороженым холодной воде:

 

 

Найдём среднюю  разность температур в секции охлаждения:

Температурная схема при противотоке

1       →     6         вода

6       ←     25      смесь

∆t_м = 5,    ∆t_б = 19

Средняя разность температур:

∆t_ср = =10,487 °C

Число параллельно  работающих каналов:

 

Принимаем целое  число каналов М_ц=5.

Уточняем  значение скорости:

 

 

В секции охлаждения  смеси средняя температура мороженого: