CC BY
10
УДК 664.849.048.5:635.34
Чернишов С.О., канд. техн. наук, доцент © Срьоменко Д.О., канд. техн. наук, доцент Лебедев 1.М., канд. техн. наук, доцент Донецький ¡нститут аетомобыьного транспорту, Донецький нацюнальний ушеерситет економти i торг1ел1 ¡мет Михайла Туган-Бараноеського
ПАРОКОМПРЕС1ЙНА ВИПАРНА УСТАНОВКА ДЛЯ ВИПАРЮВАННЯ ТОМАТНО1 ПАСТИ ДЛЯ ФЕРМЕРСЬКИХ ГОСПОДАРСТВ
Запропоноеано конструкцю малогабаритног парокомпресшног еипарног установки безперереног dii для еипарюеання томатног пасти, що переробляе за годину 150 кг сироеини, що мае парокомпресорний агрегат, ¡меноеаний ¡накше теплоеим насосом, для еикористання еторинног пари як теплоноЫя.
Ключовi слова: томатна паста, парокомпрестна еипарна устаноека, теплоеий насос, парокомпресорний агрегат
Вступ. Розвиток науки й техшки тдлеглий ршенню економiчних i сощальних завдань сучасного сустльства, прискоренню перекладу економжи на шлях штенсивного розвитку, тдвищенню ефективност суспшьного виробництва. Перед харчовою промисловктю Укра!ни стае важливе завдання оргашзаци переробки сшьськогосподарсько! продукци в доброякiснi харчовi продукти, забезпечення високих результатiв виробництва при наявност найменших витратах. Прискорено науково-техшчний прогрес, органiзоване безвiдхiдне виробництво на впровадження досягнень науки й техшки. Для цих завдань необхщна штенсифжащя процесiв, створення нових конструкцш машин i апаратiв, повна мехашзащя й автоматизацiя процесiв виробництва, свщоме й доцiльне керування технолопчними процесами.
Ступiнь розвитку рiзних галузей народного господарства значною мiрою визначаеться рiвнем 1хньо1 мехашзаци, вiдповiднiстю конструкци використовуваних машин i апаратiв сучасним техшчним вимогам.
Велике значення для подальшого розвитку харчових виробництв мае мехашзащя технолопчних процесiв виробництва продукци. Сучаснi виробництва оснащенi рiзноманiтним обладнанням, настановна потужшсть якого на великих тдприемствах (у ресторанах, на фабриках заготовочних) перевищуе 1500 кВт, при цьому до 20% настановно! потужност доводиться на механiчне обладнання. Планомiрне вiдновлення парку - замiна застарших машин i апаратiв бiльш сучасними, модершзащя обладнання. Оснащення пiдприемств торгово-технолопчним обладнанням здiйснюеться залежно вщ !хнього типу, потужностi, режиму роботи, а також залежно вщ форм постачання й методiв обслуговування.
© Чернишов С.О., Срьоменко Д.О., Лебедев 1.М., 2009
129
Розширення мережi пщприемств, а також збшьшення юлькосп машин, що перебувають в експлуатаци, I мехашзм!в вимагають вщ обслуговуючого персоналу спещальних знань, якi дозволять швидше осво!ти й бшьш правильно експлуатувати торгово-технолопчне обладнання.
Матер1ал 1 методи. Основна маса харчових продукив споживаеться людиною тсля переробки природно! сировини на виробництвах харчово! промисловост!. З розвитком малих пщприемств ¿з р!зною формою власност й господарювання виникае необхщшсть впровадження малогабаритного виробничого обладнання, що мае достатш продуктивности Таким обладнанням 1 е запропонована парокомпресшна випарна установка.
При випарюванш води з рщких харчових продукт1в збшьшуеться змют у них сухих речовин, що тдвищуе харчову щншсть продукту й створюе умови для тривалого збер1гання й полегшення перевезення продукту. На вщмшу вщ випару, випарювання проходить при кишнш продукив. При виготовленш томатно! пасти, пюре, згущених фруктових I ягщних союв, повидла й джему в процес випарювання вщдаляються бшьш! кшькосп води.
Харчов! продукти, що пщдаються випарюванню, являють собою помилкову полщисперсну систему, у якш, кр1м води (75-96%), утримуються цукри, оргашчш кислоти, !хш сол1, пектинов! речовини, кл1тковина, в!тамши, барвники, еф1рш масла, крохмаль I ряд шших речовин. У процес випарювання харчових продукт1в збшьшуеться питома вага продукив, !хня в'язккть I густина; пщвищуеться температура китння; вщбуваються коагулящя бшшв, розпад пектинових речовин, карамел!защя цукр1в.
Результати дослщжень. Замкть випарного чану Тамбовського машинобуд1вного заводу (РоЫя) пропонуеться парокомпресшна випарна установка продуктивною 150 кг/год по сировиш. Установка призначена для випарювання томатно! пасти, а !! пор1вняно невисока продуктившсть дозволяе використовувати не! в сфер! др!бного б!знесу, наприклад у фермерському господарств!. Вона не вимагае значних катталовкладень, наявн!сть котельн! (виробництва пари), займае набагато меншу корисну площу. Загальний вид установки представлений на рис. 1. Елементи змонтоваш на зваренш рам!, комун!кац!ею служить паропровщ ! броньован! шланги.
Працюе установка таким чином. У живильний бак 5 надходить томатна маса. Бак постачений поплавковим пристроем, що перекривае подачу сировини по його заповненш. 1з блоку по двох шлангах маса надходить у випарний апарат 1, у просир над трубними гратами. З парогенератора 3 в апарат подаеться пара, що гр!е, що доводить продукт до китння. Пари томатно! маси засмоктуе ротацшний компресор 2, стискае й нагштае !х у м!жтрубний просир випарного апарата.
Для зменшення енерговитрат на випарювання томатно! маси !! нагр!вають, для цього в установку включений рекуператор (пластинчастий теплообмшник) 4, де гарячий конденсат з парово! камери випарного апарата пдагр!вае сировину. Поверхня теплообмшу рекуператора виконана у вигляд! гофровано! пластини з тонко! смуги нержавшчо! стал!. Пластину помщають у корпус, що складаеться з верхньо!, нижньо!, б!чно! поверхн! й ст!нок, скршлених м!ж собою шпильками. З торщв корпус закриваеться кришками, у
130
верхнш i нижнш частинах яких е дифузори й конфузори. Для закршлення рекуператора на опорнш рамi до його корпуса привареш два куточки.
1з згущенням томатно! маси И густина збшьшуеться, i вона опускаеться по кип'ятильних трубках униз до днища випарного апарата. По досягненш необхщно! концентраци сухих речовин томатно! маси вщкривають розвантажувальний вентиль унизу апарата, i готовий продукт стiкае в приготовлену тару.
1 2
Рис. 1 - Парокомпресшна випарна установка:
1 - випарний апарат; 2 - парокомпресорний агрегат; 3 - парогенератор; 4 - рекуператор; 5 - блок живильний.
Рiвень упарено! томатно! маси поповнюеться за рахунок поплавкового автомата живлення, що дозволяе установщ працювати в безперервному режима Конденсат, що утворюеться в паровш камерi випарного апарата через поплавкову живильну камеру надходить у парогенератор для пiдтримки рiвня
131
води. Надлишки конденсату надходять у рекуператор, де на^вають томатну масу, яка надходить до установки.
Як компресор теплового насоса обраний однороторний ротацшний компресор з нерухливою вксю ротора, розташовано! ексцентрично щодо ос цилшдра, i3 пластинами, що вшьно сковзають у пазах ротора. Основною перевагою ротацшних компресорiв е простота конструкций Виготовлення таких компресорiв не пов'язане i3 застосуванням складного спещального технологiчного обладнання. В експлуатаци вони вiдрiзняються простотою обслуговування й ремонту, причому на ремонтно-вiдбудовчi роботи потрiбно порiвняно мало часу. Мала кшьккть деталей, що зношуються, вiдсутнiсть всмоктувальних i нагнiтальних клапашв забезпечують надiйнiсть i достатнiй ресурс.
До шших переваг ротацшних компресорiв належить малi матерiалоемнiсть i питома займана площа, гарна врiвноваженiсть; практично безпечна робота при влученш рщини в цилiндр при аварiйних ситуащях; стабiльнiсть характеристик у процесi тривало! експлуатаци, обумовлена тим, що внаслщок притискання пластин до цилiндра вщцентровими силами величина зазору мiж ними не залежить вiд зношування пластин по висот^
Основним недолiком ротацшних пластинчастих компресорiв е те, що !х можна використовувати при порiвняно малих перепадах тискiв нагнiтання й всмоктування. Цей недолж у проектованш парокомпресiйнiй випарнiй установцi компенсуеться низьким тиском нагштання не бiльше 120 кПа.
Висновки. 1. Запропоновано малогабаритну парокомпресiйну випарну установку безперервно! ди для випарювання томатно! пасти, що переробляе за годину 150 кг томатно! маси.
2. Вщсутшсть значних виробничих площ у сферi дрiбного виробництва змусило вiдмовитися вiд наявност котельнi, у зв'язку iз чим був запропонований пристрш парогенератора, що робить випарну установку бшьш автономною.
3. Для зменшення енерговитрат виробництва був уведений додатковий теплообмшний апарат.
4. Був спроектований парокомпресорний агрегат, тобто тепловий насос, для використання вторинно! пари як теплоноЫя.
Л1тература
1. В.Н. Стабников. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств - К.: Вища школа, 1982. - 328 с.
2. Н.Н. Липатов. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Экономика, 1987. - 231 с.
3. Г.Н. Данилова и др. Сборник задач по процессам теплообмена в пищевой и холодильной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1976. - 345 с.
4. Х. Уонг. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. Справочник. - М.: Атомиздат, 1979. - 234 с.
Стаття надшшла до редакцИ 18.03.2009
132
