Технологический расчет оборудования для производства мороженого

Технологический расчет оборудования для производства мороженого условно делят на две части.

В первой части подбирают оборудование для приготовления смеси (гомогенизаторы, охладители, пастеризационные установки, емкости). При этом для специализированных предприятий по производству мороженого рекомендуется подбирать комбинированные пастеризационно-охладительные установки, предназначенные для работы с высоковязкими жидкостями или специально разработанные для тепловой обработки смесей мороженого (А1-ОКЛ-2,5; А1-ОКВ-2,5 и т. д.). Методика технологического расчета этой части оборудования изложена выше в разделе 4.7.

Во второй части подбирают оборудование для частичного замораживания влаги в смеси (фризеры), закалочные камеры (морозильные аппараты), аппараты для выпечки вафельных стаканчиков, фасования и упаковывания мороженого и т. д.

Производительность фризера периодического действия, кг/ч,.

где У_ц — вместимость цилиндра, м³; р_п — плотность обрабатываемого продукта, кг/м³; Zф — продолжительность работы фризера, включая продолжительность операций загрузки смеси мороженого, фризерования и разгрузки, ч.

Продолжительность работы фризера зависит от его конструктивных особенностей и для аппаратов небольшой производительности (10…20 кг/ч), вырабатывающих мягкое мороженое, составляет 0,8…1ч. Для фризеров большей производительности, устанавливаемых в технологических линиях производства мороженого, Zф = 0,1…0,2 ч.

Производительность фризера непрерывного действия, кг/ч,.

где т_н — число ножей; б — толщина срезаемого слоя, мкм (для фризеров небольшой производительности б = 10… 12 мкм, для остальных 5 = 20…25 мкм); п — частота вращения ножей, с^-1 (п = 3…5 с-¹);

кф — коэффициент, учитывающий неравномерность срезания намороженного слоя (Тсф = 0,7…0,8); S_u — площадь поверхности охлаждения цилиндра, м²; р_см и р_м — плотность соответственно смеси и мороженого, кг/м³ (р_см = 1100 кг/м³).

Плотность мороженого зависит от степени его взбитости. Ориентировочно.

где а — степень взбитости мороженого, % (для молочного и сливочного мороженого а = 70…90%).

Иногда в технической характеристике фризера указывают его производительность для конкретной степени взбитости мороженого. В этом случае производительность фризера не рассчитывают, а уточняют с учетом формулы (8.3) для заданной (или принятой) степени взбитости продукта.

Фризеры для производства мягкого мороженого небольшой производительности (10…30 кг/ч) оборудованы встроенным холодильным агрегатом.

Более производительные фризеры, применяемые в цехах по производству мороженого и на хладокомбинатах, обычно подключены к общецеховой циркуляционной холодильной системе, преимущественно аммиачного типа, поэтому для работы этой системы необходимо знать расход холода каждым его потребителем. Расход холода для фризера, кДж/ч,.

где Ф — производительность фризера, кг/ч; с_см и с_м — удельная теплоемкость смеси мороженого и готового мороженого, кДж/(кг-К) [для ориентировочных расчетов их можно принять соответственно равными 2,93 и 1,63 кДж/(кг-К)]; t_CM — температура поступающей во фризер смеси,°С (t_CM = 6°С); f_M — температура мороженого,°С (t_M = −5…−6°С); G_B — масса воды в 1 кг мороженого, кг; N — мощность, потребляемая фризером, кВт; ц_м — механический КПД фризера (ц_м = 0,7…0,8); В пот — коэффициент, учитывающий потери холода (г|_пот = 0,85…0,9).

Значение 3,36 G_B введено в формулу для учета количества холода, затрачиваемого на замораживание воды, содержащейся в мороженом.

Для компенсации теплоты, выделяющейся при работе мешалки фризера (перемешивающего и срезающего устройств), в формулу вводят значение 3600Nr|_M.

Следует отметить, что расход холода, полученный по формуле (8.4), обычно на 20…30% меньше реального расхода, значение которого приводится в паспорте аппарата.

Аппараты для закалки мороженого конвейерного типа и эскимогенераторы подбирают в зависимости от их часовой производительности, морозильные аппараты камерного типа, исходя из массы загружаемого продукта и продолжительности его обработки.

Контрольные вопросы и задания

• 1. Из каких технологических операций состоит подготовка смеси для производства мороженого?
• 2. В чем заключается сущность фризерования?
• 3. Приведите классификацию фризеров.
• 4. Что такое «взбитость» мороженого и какова ее рекомендуемая степень?
• 5. Как регулируют взбитость мороженого в фризерах различных типов?
• 6. Чем объясняется более высокое качество мороженого, получаемого при помощи фризеров непрерывного действия по сравнению с фризерами периодического действия?
• 7. Какова температура мороженого на выходе из фризера?
• 8. При какой температуре проводят закалку мороженого?
• 9. Приведите классификацию оборудования для закалки мороженого.
• 10. Чем полуавтомат для выпечки вафельных стаканчиков отличается от автомата?
• 11. В какой поточной линии производства мороженого удельные затраты электроэнергии ниже?