Развариватели, шпарители и их тепловой расчет

Развариванию водяным паром продукт подвергают для размягчения его ткани перед протиранием при изготовлении фруктового или овощного пюре, повидла и детских консервов.

Закрытый развариватель (рис. 1) в конусной части 7 имеет ложное (дырчатое) днище 6. Пар давлением 0,2 МПа подводится через два штуцера 5 в пространство между корпусом аппарата и ложным днищем. Пройдя через отверстия в днище, пар попадает в рабочую часть аппарата. На вертикальном валу 4 укреплены лопастная мешалка 3 и шнек 2, перемешивающие обрабатываемый продукт.

Во время работы разваривателя через бункер 1 загружают до 2000 кг сырья. Задвижку плотно закрывают и через штуцер 5 подают пар при одновременном выпуске воздуха через кран до появления струи пара. После этого кран закрывают и доводят давление пара до 0,2 МПа. Когда в шпарителе достигнута нужная температура (105... 110 °С), включают мешалку 3 (частота вращения 40 мин^-1).

Собственно шпарка продолжается 15.. .25 мин в зависимости от вида сырья, его зрелости и размеров, а также от вида изготовляемых консервов. По окончании шпарки закрывают вентили, через которые поступает пар, открывают задвижку 8 и выгружают массу в протирочную машину.

Производительность периодически действующего закрытого шпарителя (кг/с)

 Шнековый развариватель непрерывного действия применяют для разваривания косточковых (вишня, абрикосы) и семечковых (яблоки) плодов. Достоинство разваривателя — непрерывность процесса, поэтому за сравнительно короткий отрезок времени (4...5 мин) плоды хорошо размягчаются. Однако при этом весь конденсат в аппарате смешивается с продуктом и разжижает его.

Рис. 1. Закрытый развариватель

Шнековый развариватель состоит из одного или двух металлических желобов, расположенных один над другим и закрытых сверху герметическими крышками. В каждый желоб помещен шнек с полым валом, в котором имеются отверстия диаметром 5 мм. Продукт, подлежащий развариванию, загружают в бункер. Далее вращающийся шнек перемещает его к противоположному концу желоба, откуда он по соединительному рукаву попадает в нижний желоб и перемещается к выгрузочному лотку. Пар в полые валы подается по паропроводу.

Производительность шнекового разваривателя (кг/с)

 Шпаритель со шнеком диаметром 385 мм и шагом 335 мм при частоте вращения шнека 1,44 мин-1 имеет производительность около 0,28 кг/с. Мощность электродвигателя 3 кВт. Габаритные размеры шпарителя 2500x485x1630 мм.

Ленточный развариватель предназначен для обработки паром нарезанных овощей перед сушкой. Наклонно установленная лента 2 (рис. 2) из проволочной сетки движется внутри металлического корпуса 4. Над лентой, в начале и конце ее, размещены душевые устройства 3 и 6 соответственно для ополаскивания продукта и охлаждения его после пропаривания. Между рабочей и холостой частями ленты расположены трубы 5, барботирующие пар. В барботеры поступает пар давлением до 0,3 МПа. Шнек 1 подает продукт на ленту разваривателя. Продукт, перемещаясь вместе с лентой, сначала ополаскивается, затем шпарится и после охлаждения выгружается.

Производительность аппарата зависит от скорости движения ленты, ширины и толщины слоя продукта. Для картофеля, нарезанного столбиками, при ширине 1250 мм и толщине слоя продукта 30 мм производительность разваривателя составляет 200 кг/ч. Мощность электродвигателя 1 кВт. Габаритные размеры 2950х 1500X х820 мм. Масса аппарата 655 кг.

Такое же устройство имеет шпаритель БКП-400 производительностью 0,112 кг/с.

Расчет разваривателей проводят следующим образом. Определяют полный расход теплоты Qобщ на работу разваривателей, состоящий из следующих статей: Q1 — расход теплоты на нагрев продукта; Q2 — расход теплоты на нагрев аппарата (эту статью определяют в том случае, если аппарат металлический и работает периодически); Q3 — потери теплоты в окружающую среду из-за лучеиспускания и конвекции; Q4 — потери теплоты из-за утечки пара вследствие негерметичности аппарата.

Рис. 2. Ленточный развариватель

 

Потери теплоты Q4 не поддаются учету и зависят от конструкции разваривателя и режима работы. Исследованиями установлено, что из-за утечки пара потери теплоты составляют от суммы первых трех статей расхода теплоты: в шпарочном чане 20...50%, в закрытом разваривателе 1...2, в шнековом 5... 10, в ленточном с вытяжной трубой 50... 100, в ленточном без вытяжной трубы 10...20%.

Таким образом, потери теплоты из-за утечки

 В данном случае числовое значение энтальпий конденсата /к принимают равным температуре шпарки, т. е. 98... 100° С, энтальпию греющего пара i — равной энтальпии пара перед регулировочным вентилем (давление 0,3...0,4 МПа, степень сухости 92...95%).

По данным ВНИИКОПа, расход пара в закрытых разваривате- лях составляет в среднем 0,23 кг на 1 кг продукта, в шпарителях БКП-200 и БКП-400 — 0,375 кг на 1 кг продукта.