Изобретение относится к молочной промышленности, то есть к аппарату для охлаждения творога и иных пищевых продуктов.
К цели изобретения относится увеличение производительности и улучшение качества творога.
Аппарат позволяет увеличить производительность установки, так как слой охлаждаемого продукта и скорость вращения шнека увеличиваются за счет выполнения шнековой навивки питателя в средней части, сообщенной с вакуумной камерой, с шагом, превышающим шаг витков со стороны загрузочного бункера в 2 раза, а со стороны разгрузочного патрубка в 4 раза.
За счет удаления летучих компонентов на 5-6 оТ уменьшается кислотность творога, что положительно воздействует на качество продукта.
Описание устройства и принципа действия охладителя творога.
В аппарат для охлаждения творога входит рама 1, на которой устанавливается корпус 2 со шнековым питателем 3, предназначенным для транспортирования продукта во время охлаждения, и нагнетательным патрубком 4.
Для создания необходимого для формования творожных брикетов давления в нагнетательной части витки винтового питателя выполнены с убывающим шагом, в 4 раза меньше, чем шаг витков шнека в средней части корпуса.
На корпус 2 охладителя в средней его части устанавливается вакуумная камера 5 с патрубком 6 для отвода парогазовой смеси.
Конструкция создания и поддержания вакуума содержит в себе вакуумный насос, конденсатор паров, запорную арматуру и датчики контроля давления в системе. Для приема творога, прибывающего на охлаждение, учтен
загрузочный бункер 7. Вращение шнековому питателю 3 передается от электродвигателя 8 через редуктор 9 и цепную передачу 10.
Аппарат для охлаждения творога работает следующим образом.
Произведенный обезжиренный творог подают одновинтовым насосом, которым комплектуется комплексно-механизированная линия, попадает в загрузочный бункер 7 установки для охлаждения творога.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| 40 |
| ВКР-15.03.02-01-2022-О.Т.А-ПЗ |
Скорость движения творога в охладителе задается в зависимости от температуры поступающей на охлаждение продукта, его влажности и других технологических параметров.
При продвижении творога в аппарате с шагом винтового питателя, в средней части, превышающим шаг витков со стороны загрузочного бункера в 2 раза, а со стороны разгрузочного патрубка в 4 раза, происходит уплотнение продукта и создается избыточное давление в нагнетательном патрубке 4, достаточное для нагнетания продукта в сваренную трубчатую оболочку из ленты типа сарана.
Натекание в вакуумную камеру не происходит, так как творог, владея необходимой пористостью, под действием разности давлений и силы тяжести (в приемном бункере) наполняет все имеющиеся поры к неплотности в продукте.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| 41 |
| ВКР-15.03.02-01-2022-О.Т.А-ПЗ 00 ПЗ |
Таблица 2.1Технические характеристика закрытого охладителя творога.
| Производительность, кг/ч | |
| Поверхность охлаждения, м2 | 3,7 |
| Частота вращения вытеснительного барабана, c-1 | 0,49 |
| Температура, 0C: | |
| творога на входе | 28…30 |
| творога на выходе | 8…10 |
| хладагента | Не более 1 |
| Расход хладагента, м3/ч | |
| Габаритные размеры, мм | 2060*970*2000 |
| Масса, кг |
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| 42 |
| ВКР-15.03.02-01-2022-О.Т.А-ПЗ |
| Разраб. |
| Алексеев Д.С. |
| Пров. |
| Панфилов В.А |
| Реценз. |
| Н. контр. |
| Панфилов В.А. |
| Утверд. |
| Бредихин С.А. |
| Инженерные расчеты |
| Лит. |
| Листов |
| 1 |
| РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Кафедра ПАПП. 406 Д-Т |
Расчет производительности охладителя творога.
Технологический расчет.
Пропускная способность охладителя закрытого одноцилиндрового G (кг/ч):
G = 
)=3,14*0,105*0,4*0,047*1*1050(0,1722-0,1682)*3600=893кг/ч
где S – шаг шнека, S = 0,105 м;
n –частота вращения шнека, n = 0,047 c-1;
– коэффициент уменьшения площади свободного прохода,
– коэффициент объемного перемещения (для охладителя закрытого одноцилиндрового 
= 0,4);
– плотность продукта, 
1050 кг/м3;
R 2 – внутренний радиус рабочего цилиндра, R 2 = 0,172 м;
R 1 – наружный радиус вытеснительного барабана, R 1 = 0,168 м;
= 1- b/ π(R 2- R 1)cosαc = 1- 0,018/3.14(0.172-0.168) cos450 = 1
где b – толщина витка шнека b = 0,018 м;
αc – среднее значение угла наклона витков шнека, αc = 45 град.
Производительность закрытого одноцилиндрового охладителя П (кг/ч):
П=kF 
[ c (t 1 -t 2) 
] = 40*3,7 
[2,205(302-282)1,2] =800 кг/ч
где k – коэффициент теплопередачи, k= 40 Вт/(м2*К);
F – площадь поверхности теплопередачи, F =3,7 м2;
t 1и t 2 – температура продукта в начале охлаждения и в конце, t 1= 302 К t 2 = 282 К;
– тепловой КПД, = 1,1…1,2.
с – удельная теплоемкость продукта, c = 2,205 Дж/(кг*К).
Площадь поверхности теплопередачи:
F = 
= 
= 3,7 м2
где Q – тепловая нагрузка аппарата (определяется из теплового баланса);
– средняя разность между температурами продукта и теплоносителя,
286 К;
Конструктивный расчет.
Ширина теплообменника b (мм):
b = b э+20= 655+20 = 675мм
где b э - эффективная ширина теплообменника
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| 43 |
| ВКР-15.03.02-01-2022-О.Т.А-ПЗ |
b = D -5 = 675-5 = 670 мм
Внутренний радиус r (мм).
Каждый полувиток спирали строится по радиусам r 1 и r 2, которые для первых витков равны:
r 1 = 
= 
=247,5 мм
r 2 = + S 1 = + 90 = 335 мм
где d — диаметр первого витка внутренней спирали; м
S 1 - шаг спирали со стороны загрузки, мм.
Внутренний диаметр d, мм:
d = 2r = 2*247,5 = 495 мм
Шаг спирали со стороны загрузки, мм:
S 1 = b 1 + δ 1 = 50+40 = 90 мм
Шаг спирали в средней части шнека, мм:
S 2 = S 1*2 = 90*2 = 180 мм
Шаг спирали со стороны разгрузки, мм:
S 3 = S 2 / 4 =180 / 4 = 45 мм
где b = 50 мм; δ 1 = 40 мм
Длина спирали при числе витков n равна:
l 0 = π (d-S ср )n + 2Sπn2 = 3,14(495-99,2) = 1250 мм
где n – число витков, n = 18;
S ср – средний шаг спирали, мм:
S ср = 
= 
= 105 мм