Проектирование установки Н10-ИДЦ для горячего копчения рыбы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ

ФЕДЕРАТИВНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра технологического и холодильного оборудования

Дисциплина: «Процессы и аппараты пищевых производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Проектирование установки Н10-ИДЦ для горячего копчения рыбы»

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

Задание на проектирование

Задание IX. Определить расход тепла в установке горячего копчения рыбы Н10-ИДЦ и уточнить характеристики рециркуляционного и вытяжного вентиляторов. Масса транспортных устройств М
т = 400 кг, масса металлических частей камеры, входящих в контакт с сушильным агентом, Мм
= 4000 кг, поверхность камеры, соприкасающейся с воздухом цеха, F
= 40 м², отношение количества смешиваемого дыма к рециркулируемой дымовоздушной смеси ηg = lg/(lp+l) = 1/4. Температура рыбы в конце первого режима подсушки tp1 = 40 °C, в конце второго

85 °C. Вид рыбы – ставрида с начальной влажностью W 1 = 70 %.

Исходные данные (Вариант 6).

Первый режим:

Gp 1 = 690 кг;

Xп = 3 %;

t0 = 25 °C;

φ0 = 75 %;

τц1 = 1800 с;

Vp = 3,2 м³/с;

t2 = 52 °C;

X2 = 0,028 кг/кг;

V0 = 0,56 м³/с;

tм1 = 80 °C;

tp1 = 40 °C.

Второй режим:

Xп = 28 %;

t0 = 25 °C;

φ0 = 75 %;

τц2 = 7200 с;

t2 = 92 °C;

t’1 = 100 °C;

X’см = 0,036 кг/кг;

tg = 56 °C;

Xg = 0,074 кг/кг;

tp2 = 85 °C.

Здесь:

Gp1 - единовременная загрузка камеры рыбой;

Xп - потери на общую массу рыбы;

t0,φ0 - температура и влажность свежего воздуха;

τц – продолжительность режима;

Vp - секундный расход рециркулируемого воздуха;

Xg,tg - температура и влагосодержание свежей дымовоздушной смеси после дымогенератора;

t2, X2 – температура и влагосодержание воздуха или дымовоздушной смеси при выходе из установки;

V0 - секундный расход свежего воздуха;

t’1,X’см – температура и влагосодержание дымовоздушной смеси, полученной в результате смешения свежей дымовоздушной смеси после дымогенератора;

tм1 - температура внутренних металлических частей камеры перед первым режимом;

tp1 - температура рыбы в конце первого режима подсушки;

tp2 - температура рыбы в конце второго режима подсушки.

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 из-за 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 м³ влажного воздуха.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности при данной температуре к максимально возможной массе пара, которая может содержаться в 1 м³ 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 Xсм - влагосодержание смеси свежего рециркуляционного воздуха:

Xсм= (V0X0 + VрX2 )/( V0 + Vр), (1.1)

где V0 - секундный расход свежего воздуха;

X0 - влагосодержание свежего воздуха (его находим по

У

-х

–диаграмме);

Vр - 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 Xсм характеризуется точкой В (У

см = 110 кДж/кг; tсм = 47 °C).

Для нахождения точки Д – параметров воздуха после калорифера, необходимо найти отношение Δ/l, отложить в масштабе отрезок соответствующий Δ/l от точки С вверх (при Δ/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 Xсм = 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:

Δ = qст + Cвtр1 - (qм + qт + qп), (1.2)

где qм = [((Gp1 – Wц1)/ τц1) (C2 (tр2 - tр1))]/W1, (1.3)

qт = ((Σ Мт)/ τц1) Cт (tт2 - tт1)/W1, (1.4)