Описание технологической схемы установки, включающей камеру, ротор, клети для рыбы, вентилятор циркуляционный, вентилятор выброса, дымогенератор. Уточнение расхода тепловой энергии на процесс копчения при заданной производительности и составе рыбы.
Холодное копчение ведется при температуре не выше 40 C°, горячее копчение осуществляется при температуре от 80 до 180 C°, а полугорячее при температуре от 50 до 80 C°. Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности при данной температуре к максимально возможной массе пара, которая может содержаться в 1 м? воздуха при этой же температуре. В данной установке имеются камера, ротор, клети с рыбой, вентилятор циркуляционный, вентилятор выброса, дымогенератор. В режиме подсушки воздух из камеры 8 отсасывается вентиляторами регуляции 4, нагревается калорифером 3 и вновь подается в камеру 8 через дымовод 12. 1 - смешение рециркулируемой дымовоздушной смеси с воздухом, поступившим в камеру через неплотности; 2 - электрокалорифер; 3 - камера смешения с дымовоздушной смесью дымогенератора; 4 - камера копчения.
План
Содержание
Задание на проектирование
Введение
Описание технологической схемы установки
Технологический расчет аппарата
Уточнение характеристик рециркуляционного и вытяжного вентиляторов
Правила и мероприятия по обеспечению техники безопасности
Список использованной литературы
Введение
Копчение - процесс обработки пищевых продуктов дымовоздушной смесью с целью достижения бактериального и антиокислительного эффектов. При этом их поверхности окрашиваются в золотисто-коричневые цвета, а сами продукты приобретают специфический приятный вкус и аромат копчения.
С давних времен люди используют копчение, как способ консервации продукта в аккорде с приданием ему особенно ароматного запаха и замечательного вкуса. Как впервые были получены копченое мясо или рыба никому не известно, но вместе с тем, это не было случайностью по той простой причине, что процесс этот продолжительный и требует наличия определенных знаний.
В зависимости от температуры различают копчение холодное, горячее и полугорячее.
Холодное, горячее копчение - способы консервирования, при которых происходит ряд сложных процессов. Холодное копчение ведется при температуре не выше 40 C°, горячее копчение осуществляется при температуре от 80 до 180 C°, а полугорячее при температуре от 50 до 80 C°.
Положительные стороны копчения хорошо известны: с помощью этого широко распространенного технологического приема при изготовлении разнообразной продукции из рыбы получают не только продукты, обладающие особыми привлекательными вкусовыми свойствами, но и изделия которым присуща повышенная устойчивость к окислительным и микробиальным изменениям при хранении. Этот процесс непродолжительный, заканчивающийся по достижении рыбой кулинарной готовности. Он длится от 1,5 до 6 часов при температурах, обеспечивающих стерильность продукта.
Процесс горячего копчения разбивается обычно на три стадии: подсушивание, проварка, копчение. Основная цель подсушивания заключается в том, чтобы частично удалить влагу из рыбы. В этот период температуру в коптильной камере поддерживают равной 80 °C (Т = 333 - 353 К), проваркой достигается доведение мяса рыбы до полной готовности к употреблению в пищу (Т = 373 - 423 К). При собственно копчении происходит осаждение коптильных компонентов дыма на поверхность рыбы и их диффузия внутрь мышечных тканей.
Процесс обезвоживания рыбы при холодном и горячим копчении является определяющим по продолжительности. Свойства дымовоздушной смеси изза небольшой концентрации дыма в ней приближается к свойствам воздуха.
В качестве рабочего агента при конвективном обезвоживании в рыбной промышленности применяются атмосферный воздух и дымовые газы. Атмосферный воздух является смесью сухого воздуха и водяного пара. Свойства влажного воздуха или дымовоздушной смеси как сушильного агента определяются такими параметрами, как абсолютная и относительная влажность, влагосодержание, температура, теплосодержание и др.
Абсолютной влажностью воздуха называется масса водяного пара, содержащегося в 1 м? влажного воздуха.
Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности при данной температуре к максимально возможной массе пара, которая может содержаться в 1 м? воздуха при этой же температуре.
Описание технологической схемы установки
Установка центробежная Н10-ИДЦ предназначена для горячего копчения разделанных и неразделанных рыб длиной 1200 мм и толщиной 120мм.
В данной установке имеются камера, ротор, клети с рыбой, вентилятор циркуляционный, вентилятор выброса, дымогенератор. Отличительной особенностью данной установки является то, что в ней используется один ротор. Тележки не подвешиваются на монорельс, а закатываются, на ротор с помощью колес. Применяются режимы с повышенными температурами.
Полный цикл работы установки включает три режима: 1 - подсушка, 2 - проварка и копчение, 3 - охлаждение. Поддержание режимов и контроль параметров осуществляется автоматически.
Продолжительность и температурные режимы обычно устанавливает лаборатория в зависимости от вида рыбы, ее размеров и жирности.
В режиме подсушки воздух из камеры 8 отсасывается вентиляторами регуляции 4, нагревается калорифером 3 и вновь подается в камеру 8 через дымовод 12. Температура воздуха поддерживается в пределах от 30 до 80 C° в течение 30 минут. в зависимости от вида и размера рыбы. После того как температура воздуха достигнет заданного режима, включается вентилятор выброса воздуха в атмосферу.
Количество выбрасываемого воздуха регулируется заслонкой 7. Температура воздуха регулируется изменением мощности электрокалорифера и заслонкой 7.
Количество выбрасываемого воздуха регулируется заслонкой 7. Температура воздуха регулируется изменением мощности электрокалорифера и заслонкой 7.
По окончании режима подсушки автоматически включается режим 2, при котором параметры дымовоздушной смеси поддерживаются в пределах от 80 до 140 C°.
Заслонка 1 автоматически открывается, как только температура дымогенератора достигает заданной величины, и дым поступает в камеру 8. Часть отработавшей дымовоздушной смеси (около 30 %) выбрасывается в атмосферу вентилятором выбросов, остальное подается на рециркуляцию.
По достижении температуры в теле не менее 75 C° 2-й режим завершается. При этом происходит автоматическое отключение калорифера 3. Выключение вентилятора выброса 6. Заслонка выброса при охлаждении полностью открыта. Заслонка 1 автоматически перекрывает подачу дыма в камеру 8. Дымогенератор 2 отключается. Охлаждение ведется до температуры 45 градусов. По окончании режима 3 происходит автоматическое отключение ротора 10, вентиляторов 4,6 и подается звуковой сигнал, который отключается кнопкой «конец программы».
Регулирование режимов может осуществляться вручную.
Свежий воздух поступает в камеру через неплотности в дверных проемах и заслонке 1. Однако клети с рыбой обладают определенным сопротивлением, поэтому можно предположить что большая часть свежего воздуха засасывается регуляционным вентилятором.
1 - камера смешения свежего и рециркуляционного воздуха;
2 - электрокалорифер для нагрева смеси воздуха и дыма; 3 - камера сушки (копчения).
Рисунок 3 - схема сушки для 1-ого режима.
Для второго периода схема при копчении выглядит следующим образом (рисунок 4).
1 - смешение рециркулируемой дымовоздушной смеси с воздухом, поступившим в камеру через неплотности; 2 - электрокалорифер; 3 - камера смешения с дымовоздушной смесью дымогенератора; 4 - камера копчения.
Рисунок 4 - Схема сушки для 2-ого режима.
Процесс сушки для первого периода представлен в У-х-диаграмме
Отрезок АС - смешение свежего и регуляционного воздуха;
ВД - нагрев в калорифере;
ДС - процесс сушки в теоретической сушилке;
ДС’ - процесс сушки в действительной сушилке.
Рисунок 5 - Процесс сушки для первого периода.
В камере Н10-ИДЦ процесс сушки не идет по линии У = const, так как имеют место потери в окружающую среду.
Аналогично и во втором периоде действительный процесс сушки отличается от теоретического .
1.Технологический расчет аппарата
Целью расчета является уточнение расхода тепловой энергии на процесс при заданной производительности и конкретном видовом составе рыбы.
Расчет установки при работе ее в 1-м режиме.
Для определения расхода тепла на процесс необходимо построить процесс на У-х-диаграмме.
Первоначально определим Хсм - влагосодержание смеси свежего рециркуляционного воздуха: Хсм = (V0X0 VPX2 )/( V0 Vp), (1.1) где V0 - секундный расход свежего воздуха;
X0 - влагосодержание свежего воздуха (его находим по
У-х-диаграмме);
Vp - секундный расход рециркулируемого воздуха;
X2 - влагосодержание воздуха или дымовоздушной смеси при выходе из установки.
На У-х-диаграмму (рисунок 5) наносим точки А и С и соединяем их отрезком АС. Пересечение отрезка с линией Хсм характеризуется точкой В (Усм = 110 КДЖ/кг; тсм = 47 °C).
Для нахождения точки Д - параметров воздуха после калорифера, необходимо найти отношение ?/l, отложить в масштабе отрезок соответствующий ?/l от точки С вверх (при ?/l отрицательном) по линии X = const. Получим точку С1 параметры воздуха на выходе из камеры в случае теоретической сушилки. Пересечение линии
У = const, проходящей через точку С1, и линии Хсм = const, проходящей через точку В, даст точку Д - параметры воздуха после калорифера.
Перед первым режимом металлические части камеры разогревают до 80 °C. Тогда внутренний тепловой баланс камеры будет выглядеть следующим образом: ? = qct Свтр1 - (qm qt qп), (1.2) где qm = [((Gp1 - Wц1)/ ?ц1) (C2 (tp2 - tp1))]/W1, (1.3) qt = ((? Мт)/ ?ц1) Cт (tt2 - tt1)/W1, (1.4) qп = Qп/ W1 = [F?(tct - тв) ]/W1, (1.5) qct = (Мм / ?ц1 )[Cт (tm1 - tm2)]/W1, (1.6)
Св = 4180 КДЖ/(КГС°) теплоемкость воды;
тр1 = 40 °C - температура рыбы в конце первого режима подсушки;
Gp1 = 690 кг - единовременная загрузка рыбы в камеру;
Wц1 - количество влаги, удаляемое в первом режиме, считается по формуле
Wц1 = Gp1·X?1, (1.7) где Мт = 400 - масса металлических частей клетей с рыбой;
X?1 = 0,03 - потери на общую массу рыбы в первом режиме;
?ц1 = 1800 с - продолжительность 1-ого режима;
тр2 = 85 °C - температура рыбы в конце 1-ого режима;
C2 - теплопроводность рыбы (3,0-3,6 КДЖ/(кг•С°));
Ct = 480 Дж/(кг•С°) - теплоемкость металла;
тт2 - конечная температура металлических частей клетей;
тт1 - начальная температура металлических частей клетей;
W1 - производительность камеры по испаренной влаге, рассчитывается по формуле
W1 = Wц1 /?ц1 (1.8)
F = 40 м? поверхность камеры;
? - коэффициент теплоотдачи от стенки камеры к наружному воздуху, рассчитывается по формуле ? = 9,76 0,07(тст - тв), (1.9) где тст = 52 °C - температура поверхности изоляции в 1-м режиме;
тв = 25 °C - температура воздуха в помещении цеха;
qct - дополнительный расход тепла от металлических частей камеры;
Мм = 4000 - масса металлических частей камеры;
тм1 = 80 °C - температура разогретых металлических частей камеры перед началом 1-ого режима;
тм2 - температура разогретых металлических частей камеры в конце
Установленная мощность нагревателей Nц = 135 КВТ. Таким образом расход тепловой энергии в первом режиме меньше установленной мощности.
Расчет установки при работе во втором режиме.
Для того, чтобы найти расход тепла во втором режиме, необходимо так же как и в первом режиме, найти У1 и Усм.
Нанесем на У-х-диаграмму параметры дыма после дымогенератора (точка Д’’) и дымовоздушной смеси на входе в камеру копчения (точка Д’). Соединим эти точки линией (рисунок 6). Отложим на полученной прямой отрезок Д’’ Д, равный ? отрезка Д’’ Д’. Параметры точки Д: Ук = 210 КДЖ/кг; t1 = 115 °C; Xcm = 0,034 кг/кг.
Определим внутренний тепловой баланс камеры по формуле
? = Свтр2 - (qm qt qп qct) (1.14)
В правой части уравнения внутреннего теплового баланса для второго режима температура стенок камеры меньше температуры дымовоздушной смеси, поэтому в отличие от первого режима требуется тепло qct на подогрев стенок камеры до средней температуры дымовоздушной смеси, циркулирующей в ней. qm = [((Gp 1 - Wц1 - W2)/ ?ц2) (C2 (tp2 - tp1))]/W2; (1.15) qt = ((? Мт)/ ?ц2) Cт (tt2 - tt1)/W2; (1.16) qп = Qп/ W2 = [F?(tct - тв) ]/W2; (1.17) qct = (Мм / ?ц2 )[Cт (tm2 - tm1)]/W2; (1.18)
Св - теплоемкость воды;
тр1 = 40 °C - температура рыбы в конце первого режима подсушки;
Gp1 = 680 кг - единовременная загрузка рыбы в камеру;
Wц2 = 183,6 кг - количество влаги, удаляемое во втором режиме, определяется по формуле
Wц2 = Gp1·X?2, (1.19) где X?2 = 0,27 - потери на общую массу рыбы во втором режиме;
?ц2 = 7000 с - продолжительность 2-ого режима;
C2 - теплопроводность рыбы (3,0-3,6 КДЖ/(кг•С°));
где Мт = 400 - масса металлических частей клетей с рыбой;
Ст = 480 Дж/(кг•С°) - теплоемкость металла;
тт2 - конечная температура металлических частей клетей, рассчитывается по формуле тт2 = (t’1 t2)/2 (1.20) tt1 - начальная температура металлических частей клетей;
Продолжим построение процесса на У-х-диаграмме. Из точки Д’ проведем вниз линию X = const. На этой линии возьмем произвольную точку f и через нее проведем отрезок, перпендикулярный этой линии, до пересечения с У = const, проходящей через точку Д’. Точку пересечения обозначим l. Отрезок fl равен 20 мм. Отложим вниз (? < 0) от точки l отрезок LE. l? = lf ? Mx/My, (1.21) где Mx и My - масштабные коэффициенты диаграммы. l? = 20 · 821,2 · (0,45 10 ?/0,57).
Пересечение линии Д’Е с изотермой, равной t2 = 94 °C, дает точку
С - параметры дымовоздушной смеси на выходе из камеры, X2 = 0,048 кг/кг.
Соединив точку С с точкой А (t0 = 25 °C; ?0 = 75 %), получим линию процесса смешения воздуха с дымовоздушной смесью перед калорифером. l = 1/( X2 - X0), (1.10) l = 1/(0,048 - 0,0115) = 27,4 кг/кг;
Пересечение отрезка АС с линией X = const, проходящей через точку Д, дает точку В - параметры воздуха на входе в калорифер
Расход циркулируемой смеси на калорифер рассчитываем по формулам lcm = (l ln), (1.11) qk2 = lcm ( У1 - Усм), (1.12)
Qk = qk2 W2, (1.13)
Тогда lcm = 27,4 27,4·1,3 = 63 кг/кг;
qk2 = 63 (210 - 152) = 3654 КДЖ/кг;
Qk = 3654 · 0, 0268= 97,9 КВТ.
Таким образом расход тепловой энергии во 2-ом режиме меньше установленной мощности.
2.Уточнение характеристик рециркуляционного и вытяжного вентиляторов
Расход воздуха или дымовоздушной смеси на циркуляцию: Lp = li (ni 1)Wi, (2.1) где Wi - производительность по испаренной влаге в каждом режиме (i=1, i =2);
ni - степень рециркуляции в каждом режиме.
Расход воздуха или дымовоздушной смеси на циркуляцию в первом режиме: Lp1 = 77 · (5,5 1) · 0,0115 = 5,75 кг/с;
во втором режиме: Lp2 = 27,4 · (1,3 1) 0,0268 = 1,69 кг/с.
Производительность вытяжного вентилятора в режиме I: Lв1 = l W1 , (2.2)
Lв1 = 77 · 0,0115 = 0,88 кг/с.
Производительность вытяжного вентилятора в режиме II: Lв2 = l1 W1 nglp2 , (2.3) где ng - степень смешивания дыма с дымовоздушной смесью.
Lв2 = 27,4 0,0268 2,56/4 = 1,37 кг/с.
Объемный расход воздуха или дымовоздушной смеси : Vi = ?св (1 x) Li , (2.4) где ?св - плотность сухого воздуха , кг/м?;
x - влагосодержание сухого воздуха;
Li - расход сухого воздуха в каждом из режимов на циркуляцию или вытяжку;
Объемный расход воздуха в режиме I: V1 = 1,2047 (1 0,028) 5,75= 7,12 м?/с;
Объемный расход воздуха в режиме II: V2 = 1,2047 (1 0,048) 1,69 = 2,13 м?/с.
3. Правила и мероприятия по обеспечению техники безопасности
На установке могут работать люди, сдавшие необходимый технический минимум по устройству и эксплуатации установки и прошедшие инструктаж по технике безопасности.
Перед началом работы необходимо проверить: · заземление электрооборудования установки;
· натяжение приводных ремней и цепей;
· наличие защитных кожухов на вращающихся частях привода;
· наличие и исправность контрольно-измерительных приборов;
· исходное положение переключателей в шкафу электрооборудования;
· надежность фиксации клетей с решетами на роторе.
Клети следует загружать решетами с рыбой равномерно во избежание дисбаланса при вращении.
Меры предосторожности при работе на установке: · не открывать дверь камеры;
· не производить регулировку натяжения приводных ремней и цепей до полной остановки привода;
Для предупреждения возгорания смолы в дымоводах и камере необходимо соблюдать график санитарной обработки установки, а так же следить за исправным состоянием электропривода, электроприборов, электронагревателей и электропроводки.
Запрещается: · работать на неисправной установке;
· устранять неисправности и производить ремонт во время работы установки;
· работать на установке, если защитные кожухи привода отсутствуют или временно сняты;
· устранять неисправности электрооборудования под напряжением;
· загромождать проходы около установки посторонними предметами;
· оставлять работающую установку без присмотра.
При проведении санитарной обработки не заливать водой двигатели и приборы. Необходимо обеспечить людей, производящих санитарную, обработку спецодеждой.
Список литературы
1.Борисов Г.С., Брыков В.П. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию - М.: Химия, 1991. - 496 с.
2. Домашнев А.Д. Конструирование и расчет химических аппаратов. - М.: Машгиз, 1961 - 624 с.
3. Ершов А.М. - Процессы и аппараты пищевых производств. Методические указания к курсовому проектированию - Мурманск: 1991 - 122с.
4. Кувшинский М.Н. Курсовое проектирование по редмету
«Процессы и аппараты химической промышленности»: Учеб. пособие для техникумов. - 2-е изд., М.: Высш. шк., 1980 - 223 с.
5. Леванидов И.П. Технология соленых, копченых вяленных рыбных продуктов - М.: 1987 - 160 с.
6. Могилевский И.М. Комплексная механизация копчения мелкой рыбы - М.: 1982 - 88 с.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
