Расчёты основных показателей холодильных камер мощностью камера охлаждения – 1100 т/год камера заморозки – 1200 т/год камера хранения – 500 т/г

Нижегородская Государственная Сельскохозяйственная Академия

 

Кафедра МППЖ

 

 

 

 

 

 

Расчётная работа по дисциплине:

«Сооружение и  оборудование для хранения продуктов животноводства».

Тема: расчёты основных показателей холодильных камер мощностью:

камера  охлаждения – 1100 т/год

камера  заморозки – 1200 т/год

камера  хранения – 500 т/год

 

 

 

      Выполнила 

 

 

 

 

 

                               Нижний Новгород

Задание на расчётную контрольную  работу.

 

Мощность камер:

камера охлаждения – 1100 т/год

камера заморозки  – 1200 т/год

камера хранения – 500 т/год

 

Расчёт суточной производительности при условии, что рабочих дней 286 в году:

камера  охлаждения – 3,85 т/сут

камера  заморозки – 4,19 т/сут

камера  хранения – 1,75 т/сут

 

Расчёт  сменной производительности  (3 смены):

камера  охлаждения – 1,28 т/смену

камера  заморозки – 1,39 т/смену

камера  хранения – 0,58 т/смену

 

 

 

 

 

Содержание

Стр.

Введение………………………………………………………………………..…4

Технологические процессы, происходящие в холодильнике ………………...6

Холодильная обработка мяса ..…………………………………………………10

Устройство, принцип работы и оборудование холодильников………………15

Расчет площадей холодильных  камер.……………………….…………...……17

Выбор оборудования камер……………………………………………………..18

Расчет подвесных путей…………………………………………………………21

Расчёт готовой продукции  холодильника……………………………………...23

Сравнительные показатели камер  замораживания мяса……………………...25

Заключение………………………………………………………………………28

Библиографический список……………………………………………..............29

 

 

Введение

 

Мясная промышленность –  высокоразвитая отрасль народного  хозяйства, выпускающая свыше 700 наименований продукции  пищевого,  технического и медицинского назначения. Предприятия мясной промышленности постоянно оснащаются новейшим оборудованием, поточно-механизированными линиями осваивается производство новых видов продукции.

Методы проектирования промышленных предприятий одинаковы. Однако проектирование предприятий мясной промышленности имеет свои специфические особенности, свойственные сырью, технологическому процессу его обработки и ассортименту выпускаемой продукции.

При проектировании необходимо:

1. учитывать максимальное использование сырья для выпуска широкого ассортимента разнообразной продукции;
2. предусмотреть возможность специализации и концентрации производства, его перспективного развития;
3. принять такую организацию технологического процесса, которая обеспечит высокое качество продукции при низкой себестоимости  ее производства;
4. запроектированное оборудование, выбранное объемно-планировочные решения здания и производственных помещений, компоновка генерального плана, организация производства и расстановка рабочих должны соответствовать принятому производственному потоку и обеспечивать улучшению условий труда, техники безопасности и санитарно-гигиенического уровня предприятия;
5. предусмотреть максимальную механизацию и автоматизацию управления производственным процессом;
6. использовать современные достижения науки и техники;
7. применять современные унифицированные строительные конструкции  и использовать местные строительные материалы.

Новые предприятия необходимо проектировать в составе промышленных комплексов с целью кооперирования средств теплоэнергоснабжения, инженерных коммуникаций и вспомогательных служб.

Для реализации задач, поставленных перед работниками мясной промышленности, большое значение имеют система и качество подготовки будущих специалистов, и дальнейшее совершенствование методов и форм их обучения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологические процессы, происходящие в холодильнике.

Основные технологические процессы холодильника мясокомбината: охлаждение парных мясопродуктов, хранение охлажденных мясопродуктов, замораживание парных или охлажденных мясопродуктов, хранение замороженных мясопродуктов.

В холодильник  из мясожирового корпуса поступают  парные мясные туши, обработанные субпродукты, эндокринно-ферментативное сырье, пищевые  топленые жиры, замороженная сыворотка  крови; из мясоперерабатывающего корпуса  – мясные блоки, пельмени; кроме  того, с других мясокомбинатов или  холодильников приходит продукция. Готовую  продукцию передают в  экспедицию холодильника или мясоперерабатывающий корпус для дальнейшей переработки. При компоновке холодильника мясокомбината следует учитывать поточность поступления сырья и дальнейшую его обработку, технологическую схему обработки сырья в холодильнике с учетом температурных режимов и продолжительности процессов, а также ориентацию холодильника или камер для замораживания и хранения замороженной продукции на север. В зависимости от объемно-планировочного решения компоновку камер холодильника  необходимо увязывать с этажностью и компоновкой цехов мясожирового и мясоперерабатывающего корпусов. Все производственные камеры холодильника должны иметь четкое деление на два контура:

• камера охлаждаемой продукции (с температурами 0;-2;-4⁰C)
• камер замороженной продукции (с температурами -20;-30;-35⁰C)

Границей  между контурами камер может  служить коридор, который одновременно является и основной транспортной магистралью  холодильника. Направление коридора должно совпадать с направлением поступления продуктов из мясожирового корпуса.

Если принято  решение проектировать многоэтажный главный производственный корпус, то этажность мясожирового корпуса  и холодильника принимается одинаковой. В цехах сохранения поточности технологических  процессов и непосредственной передачи информации продукции из мясожирового корпуса в холодильник камеры охлаждения и замораживания мясных туш следует располагать на том  же этаже, на котором ведутся убой скота и разделка туш. Тоже самое  относится к камерам охлаждения и замораживания, а также хранения субпродуктов, соленых кишок, пищевых  жиров. Вместительность камер охлаждения и замораживания продукции должна соответствовать 2_х часовой работы мясожирового производства. Целесообразно проектировать эти камеры проходными, предусмотрев перед ними накопители. Опыт работы действующих мясокомбинатов показывает, что наряду с камерами охлаждения и замораживания продукции на холодильнике нужно иметь универсальные камеры, работающие в двух режимах: охлаждения или замораживания, с тем, чтобы уменьшить или увеличить выпуск охлаждаемой или замораживаемой продукции на одних и тех же площадях. Проектировать универсальные камеры нужно там же, где и камеры охлаждения и замораживания.

Вместимость камер хранения охлажденной и  замороженной продукции зависит  от общей вместимости холодильника, но размер камер подбирают так, чтобы  была возможность применить механизацию  погрузочно-разгрузочных работ, использовать штанговые конвейеры, элеваторы, штабелеукладчики и прочу технику. Если холодильник  проектируют многоэтажным, камеры хранения располагают на нескольких этажах и  обязательно на 1м. Количество камер  охлаждения и хранения охлажденного мяса, замораживания мяса, охлаждения или замораживания субпродуктов и их последующего хранения, взаимное расположение этих камер зависит  от принятой технологической схемы  термической обработки мясопродуктов.

Продукцию холодильника необходимо выдавать через экспедицию, которую проектируют  так, чтобы была возможность свободной  комплектации грузов (партий) и был  непосредственный выход на автомобильную  или железнодорожную платформу. В последние годы при строительстве  мясокомбинатов строят закрытые платформы  по типу крытого дебаркадера. На некоторых  холодильниках проектируют камеры для приемки и подморозки некондиционных грузов, поступающих с распределительных  холодильников или мясокомбинатов. Целесообразно эти камеры проектировать  рядом с экспедицией, а камеру подморозки – универсальной, то есть предусмотреть возможность подморозки и доохлаждения поступающих грузов. При решении задач по зданию холодильника двух, трех и более этажным необходимо запроектировать транспортные средства для поэтажной передачи мясопродуктов (спуска и подъема) и средства сообщения  для рабочих холодильника (лестницы, лифты, наклонные конвейеры и  т. д.).

Для рабочих  в контуре холодильника обязательно  должна быть камера для обогревания. Компрессорное отделение холодильной  установки и трансформаторную подстанцию можно разместить в контуре холодильника или, а отдельном здании вблизи холодильника  либо примкнуть к нему. При компоновке камер холодильника нельзя допускать пересечения потоков грузов.

При компоновке холодильников мясокомбинатов мощностью  до 50т мяса в смену следует  руководиться следующим:

• при проектировании одноэтажного холодильника его ширина должна быть равной ширине мясожирового корпуса, т.е. желательно 5-6 квадратов при сетке колонн 6*12м и высота этажа 6м;
• при проектировании многоэтажных холодильников количество его этажей должно быть одинаковым с этажностью мясожирового корпуса, ширина холодильника может быть в пределах 10-12 квадратов при сетке колонн 6*6 и высоте этажа 4.9м;
• независимо от принимаемой этажности наиболее рациональной формой здания является квадрат или прямоугольник.

 

Схема технологических  связей холодильника  мясокомбината:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А – мясожировое производство; Б – мясоперерабатывающее производство;

I-VII – производственные помещения холодильника: I – камера охлаждения мясных туш и субпродуктов; II – камера хранения охлаждённых мясных туш, субпродуктов, топлёных жиров, солёной кишечной оболочки; III – камера замораживания мясных туш, субпродуктов, эндокринно-ферментного сырья; IV – камера хранения замороженных мясных туш, субпродуктов, эндокринно-ферментного сырья, мясных блоков, пельменей; V – помещение приёма некондиционных грузов; VI – камера охлаждения или замораживания привозных некондиционных грузов; VII – экспедиция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Холодильная обработка мяса.

Главная область  применения холодильного оборудования – это холодильная обработка, хранение, транспортирование скоропортящихся  пищевых продуктов: мяса, молока и  продукции их переработки.

Применение холодильных машин  позволяет в более значительной степени сохранить питательные  и вкусовые свойства пищевых продуктов  по сравнению с другими способами, такими, как соление, копчение и сушка.

На холодильниках пищевые продукты могут подвергаться охлаждению, замораживанию  и размораживанию.

Охлаждение.

При охлаждении от продуктов отводится теплота, вследствие чего их температура снижается. Продукт можно охладить до температуры  начала замерзания.

Мясо в  виде полутуш (крупного рогатого скота  и свиней) или туш (мелкого рогатого скота) после первичной обработки  охлаждается в камерах, специально оборудованных подвесными путями и  системой охлаждения.

Охлаждение  мяса в воздухе можно осуществлять как одностадийным способом (при  постоянном режиме в течение всего  процесса охлаждения), так и  двухстадийным.

При одностадийном  охлаждении температуру воздуха  стремятся поддерживать около 0⁰C, а относительная влажность воздуха в зависимости от системы охлаждения саморегулируется и составляют 87-97%. При спрейдечной системе охлаждения потребительная циркуляция воздуха возникает в результате разности температур в 8-10⁰C между температурами охлаждаемого рассола и воздуха камеры, а также создается эжектированием при разбрызгивании рассола. При этих условиях скорость движения воздуха достигает 0,15-0,28 м/с, а при продолжительном охлаждении мяса (30-36ч) температура и в толще бедра опускается до 2-4⁰C. Для сокращения продолжительности охлаждения увеличивают скорость движения воздуха окружающей среды, а также путем понижения температуры охлаждающего воздуха.

При двухстадийном  охлаждении первая стадия осуществляется при отрицательных температурах и больших скоростях движения воздуха, а ее продолжительность  определяется временем достижения на поверхности мяса криоскопической  температуры(-1⁰C). После периода интенсивного охлаждения осуществляют вторую стадию, проводящую в камерах хранения при температуре воздуха (0...-1⁰C) и малой скорости его движения. Продолжительность второй стадии определяется достижением температуры (4⁰C) в центре бедра полутуши.

Полутуши  после охлаждения хранят в подвешенном  состоянии нас подвесных путях  в камерах хранения, где строго поддерживается заданная температура  и относительная влажность воздуха.

Для охлаждения мяса используют камеры или туннели, оборудованные подвесными конвейерами, приборами охлаждения и системами  воздухораспределения.

Замораживание.

Замораживание – это процесс снижения температуры  продукта до значения ниже криоскопического на 10…30 градусов, сопровождаемый переходом  в лёд почти всего количества содержащейся в нём воды. Обычно замораживание проводят, чтобы подготовить  продукт к длительному хранению при отрицательных температурах.

В технологии замораживания мяса различают два  способа: двухфазный, когда замораживают предварительно охлаждённое мясо, и  однофазный, когда замораживают парное мясо.

Мясо большей  частью в тушах, полутушах и в  четвертинах. В таком виде мясо удобнее  замораживать в подвешенном состоянии  в морозильных камерах и туннелях.

Мясо в  тушах или полутушах после  охлаждения или в парном состоянии  направляют на замораживание в морозильные  камеры.

Свойства  мяса после его хранения в замороженном состоянии существенным образом  зависят от глубины автолитических изменений тканей к моменту полного  замораживания. Учитывая значения глубины  автолиза перед замораживанием для  его качества, замораживать мясо нужно  до наступления посмертного окоченения парное мясо или же охлажденное мясо.

Замораживанию в полутушах независимо от глубины автолиза присущи серьезные  недостатки: низкий коэффициент использования  объема камер хранения, не высокий  санитарный уровень хранения, повышенные размеры усушки и снижение качества мяса вследствие его контакта с внешней  средой при хранении.

Более выгодно  замораживать мясо в мелких отрубах  в виде блоков, замораживают в металлических  блоках. После замораживания продукт  извлекают из формы и помещают в картонную тару соответствующих  размеров. В таких блоках можно  замораживать и парное мясо, если развитие автолиза задержано применением  предъубойной адренализации животных.

Для замораживания  применяют морозильные камеры с  естественной циркуляцией воздуха. Продолжительность замораживания  при температуре до -25 градусов составляет в среднем трое суток. А также  морозильные камеры с ижекторной системой охлаждения. Здесь кроме  охлаждающих батарей устанавливаются  воздухоохладители из оребренных батарей  с распределением циркулирующего воздуха  в камере инжекторами.

Некоторые холодильники для замораживания мясных полутуш  и четвертин оборудованы туннельными  морозильными камерами с интенсивным движением воздуха. Туннели расположены в грузовом пространстве морозильной камеры. Загрузка и разгрузка туннелей механизированы.

Интенсивность работы морозильной камеры в большой  мере зависит от конструкции и  размещения охлаждающих батарей  в помещении.

 

Хранение.

Продукты  в охлажденном или замороженном виде хранят в камерах холодильников. Специальное оборудование (охлаждающие  батареи, воздухоохладители), установленное  в камерах хранения, создает также  температурно-влажностные режимы, при  которых можно максимально сохранить  первоначальные качества продукта в  течении длительного времени.

Температура хранения замороженных продуктов не должна быть выше -10 градусов, чтобы предотвратить порчу микроорганизмами. Продукт, предназначенный для хранения, должен быть предварительно охлажден или заморожен. В камере хранения необходимо поддерживать устойчивый температурно-влажностный режим. Для этого изоляция наружных ограждений, от которой зависят теплопритоки, должна находиться в хорошем состоянии. Температура воздуха в камере должна быть возможно ниже, при этом условии продукты меньше усыхаят. Чем ниже температура хранения, тем выше может быть допустимая влажность воздуха.

От интенсивности  испарения влаги с поверхности  продуктов, которые хранятся в мороженом  виде, зависит усушка и свойства, и состояние продуктов. Поэтому  в период хранения не упакованных  мороженных продуктов большое значение имеет относительная влажность  и скорость циркуляции воздуха. Чем  больше относительная влажность  воздуха и меньше циркуляция его, тем лучше. Последняя для лучшего  эффекта должна быть естественной при  самой небольшой скорости.

Мороженное  мясо по видам и категориям упитанности  укладывают в штабеля высотой 2,5-3 метра. Плотность укладки для мяса в полутушах 350-400кг/мкуб., которую можно увеличить примерно на 3 процента, если от полутуши отделить наименее ценные в пищевом отношении части – рульку, переднюю и заднюю голяшки. Блочное мясо и субпродукты хранят упакованными в гофрированных коробках или контейнерах. Плотность укладки мяса и субпродуктов в блоках до 800-1000кг/мкВ. (если перекрытия допускают такую нагрузку).

Камеры хранения охлажденных мясных продуктов оборудованы  пристенными батареями непосредственного  охлаждения и воздухоохладителями. На поверхности охлаждающих батарей  конденсируется влага из воздуха  в виде инея и капель. Дл уменьшения внешних теплопритоков и поддержания  повышенной относительной влажности  воздуха камеры хранения мороженых  продуктов иногда устраивают с теплозащитной  воздушной рубашкой.

Также для  создания хороших условий в камере применяют фильтры из активированного  угля, которые устанавливаются в  воздухоохладителях. Используют лампы  против плесени, излучающие УФ лучи. Для  устранения запахов озонируют воздух.

Размораживание.

Большинство продуктов перед употреблением  или дальнейшей переработкой размораживают. К размораживанию в зависимости  от назначения продукта и его вида предъявляют различные требования. Продукты перед поступлением в торговую сеть размораживать не рекомендуется, т.к. дальнейшее (даже непродолжительное) хранение ухудшает их товарный вид.

Размораживание  – последнее звено в сложной  цепи холодильной обработки пищевых  продуктов, и поэтому при неудовлетворительном его поведении может значительно  ухудшиться качество продукта, несмотря на соблюдение режимов на всех предыдущих этапах.Способы размораживания группируют в зависимости от способа подвода  теплоты. Теплоту продукту передают воздухом, жидкостью, паровоздушной  смесью, электрически полем и т.д. Размораживание пищевых продуктов  в воздухе осуществляют в специальных  камерах или аппаратах. Для нагрева  воздуха их оборудуют кондиционерами или нагревателями воздуха.

Размораживание  в паровоздушной смеси осуществляют в камерах для размораживания. паровоздушная смесь получается при непосредственной подаче острого  пара в помещение из паропроводов с отверстиями. Паропроводы расположены  равномерно по всей площади камеры. Мясные полутуши размораживают, располагая на подвесных путях.

Размораживание в жидкости (вода или рассол) может проводиться  погружением или орошением при  прямом или не прямом контакте Размораживаемого продукта с теплоносителем. При прямом контакте используют резервуары для  погружения продукта, к которому подводят трубопроводы подачи воды и пара. Равномерное  прогревание воды достигается с  помощью змеевиков или барботированием  пара.

Размораживание  орошением осуществляют в специальных  помещениях или аппаратах, в которых  весь процесс механизирован. Для  размораживания продуктов, имеющих  блочную форму, пользуются аппаратами конвейерного типа.При размораживании в электрическом поле пищевые продукты одновременно нагреваются по всей толщине. При прохождении токов высокой и сверхвысокой частоты через продукт электрическая энергия превращается в тепловую. В этом случае теплота выделяется по всей толщине продукта, происходит нагрев всей массы продукта, причем с большой скоростью. Однако, основные компоненты мяса сильно меняют электрические свойства при переходе из замороженного состояния в размороженное. Поэтому при размораживании мяса в разрубах наблюдается сильный нагрев кости. Размораживание мякоти мяса в блоках вполне возможно при частотах ТВЧ 25кГц. В этом случае расход энергии составляет 78кВт*ч/т.

Также проводят размораживание мяса, которое поступает  на промышленную переработку, замороженное на костях. В общем можно сказать, что под размораживанием мяса в технологической практики понимают отепление мяса до температуры близкой  к криоскопической до -1гр. в глубине  наиболее толстой его части.

 

 

 

 

 

 

 

 

Устройство, принцип работы и оборудование холодильников.

Для хранения продукции в промышленности применяют холодильники.

Они бывают:

1. промышленные – большие здания, с большой мощностью.
2. бытовые.
3. стационарные – на фундаменте, постоянные.
4. переносные.

По мощности холодильники делятся:

1. малой мощности – 5т в смену
2. средней мощности – 50т в смену
3. крупные – 600т и выше.

Также холодильники могут быть:

1. одноэтажные
2. многоэтажные.

Связь между  этажами осуществляется посредством  грузовых лифтов или наклонных элеваторов.

Стоимость конструкции  холодильника составляет до 70% от общей  стоимости.

Основным  каркасом холодильника является кирпичная  кладка, которая устанавливается  на глубоком фундаменте. Его нижняя часть должна находиться ниже точки  промерзания грунтов в данной местности, для того, чтобы не было пучения и излома строительной конструкции. В фундаменте холодильника предусматривают  прогрев электродами, которые не допускают промерзание грунта.

Перекрытия  могу быть бетонными или из плит. Чистый пол покрывается теплоизоляционным  материалом. На пол заливают жидкий гудрон, затем рубероидную стекловату и так в несколько слоев. Далее  укладывается металлическая сетка, которая заливается раствором бетона. На него настилается гидроизоляционный  слой, который предотвращает проникновение  влаги в изоляционные материалы. На всё это укладывается асфальт.

Нижняя часть  стен холодильника до 2м покрывается  керамической плиткой, а оставшуюся стену до потолка штукатурят и  белят известью.

В полу холодильника монтируется канализация  для сброса воды при оттаивании батарей, а так же санитарной обработке. Естественное освещение в холодильнике запрещено, так как стекло является хорошим  проводником тепла. На крупных холодильниках  должны быть следующие помещения:

1. камера охлаждения
2. камера замораживания
3. камера хранения
4. камера дефростации (размораживание сырья).

Внутри этих камер монтируются безконвейерные или конвейерные подвесные пути. Для получения холода в камерах  монтируют потолочные батареи или  пристеночные, по которым проходит хладагент. Для движения воздуха  устанавливается система вентиляции:

1. приточная
2. вытяжная
3. аварийная.

Охлаждение  воздуха происходит за счет воздухоохладителей потолочных или постаментных (на полу). Потолочные воздухоохладители не удобны при эксплуатации и монтаже, но они  занимают меньше полезной площади.

В каждом помещении устанавливается  не менее двух дверей, для чего делается тамбур, который служит для предотвращения потеои холода.

В зависимости от применяемого холодильного оборудования, систем воздухораспределения, а также от организации холодильной  обработки мяса камеры бывают:

1. туннельного типа с сухим или мокрым воздухоохладителем
2. камеры с системой воздушного душирования
3. камеры межрядными радиационными батареями.

В каждом холодильнике должны быть отдельные помещения  для рабочих и служащих.

Холодильники  должны быть изолированы от основного  производства. На предприятих малой  мощности устанавливаются холодильные  шкафы, которые собираются по чертежам. В районах крайнего севера чаще используются ледники, которые не требуют капитальных  затрат. Здесь источником холода является лед.

Для получения  более низких температур до -15^оС в воду добавляют соль, из которой делаю лед. Для хранения применяют погреба, подвалы. Для получения холода в установках используют жидкий аммиак, фреоны, рассолы, недостатком которых является быстрое старение систем трубопроводов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет площадей холодильных камер.

Площади производственных помещений  холодильника мясокомбината можно  рассчитать, зная количество поступающего сырья, технологическую схему дальнейшей термической обработки сырья  и длительность процессов обработки  или хранения. Площади камер охлаждения рассчитывают по формулам, учитывающим  производительность камер, общую продолжительность  обработки сырья  и нормы нагрузки продукта на 1 м полезной длины подвесного пути или 1м³ грузового объёма. Площадь камер охлаждения и замораживания мяса и субпродуктов на подвесных путях, камер приёма и подморозки некондиционных грузов определяют по формуле:

S = AКt/q * 24, где

А – производительность камер, т/сут;

 t – общая длительность цикла холодильной обработки, ч;

К – коэффициент пересчёта  от нагрузки на 1 метр подвесного пути к нагрузке на 1 м² площади камеры (К =1,25);

q – норма нагрузки продукта на 1 м подвесного пути (q = 0,25 ), т/м;

24 – число часов в  сутках. 

    Площадь камер  хранения охлажденной продукции  на подвесных путях рассчитывают  по формуле: 

S_. = A_хр К/q

где, А_хр – количество мясопродуктов, находящихся одновременно на хранении, т.