Котлы КПП-100, КПП-160 и КПП-250 имеют аналогичную конструкцию и различаются только размерами.
Котел КПП-100 предназначен для приготовления первых, вторых и третьих блюд, а также варки овощей, колбасных изделий, субпродуктов, мяса, окороков и др. в кухнях предприятий общественного питания, а также на предприятиях мясной промышленности.
Котел КПП-100 является стационарным и представляет собой сварную конструкцию, состоящую из внутреннего (варочного) корпуса (1), изготовленного из нержавеющей стали, наружного корпуса (2), облицовки (3) и подставки (4).
Пространство между внутренним и наружным корпусами служит греющей паровой рубашкой, обеспечивающей равномерный обогрев варочной емкости конденсирующимся паром давлением до 0,05МПА.
Пар в паровую рубашку поступает из паропровода через патрубок (5), на котором устанавливается кран (6).
Между наружным корпусом и облицовкой уложена теплоизоляция из алюминиевой фольги. Котел закрывается крышкой (7).
Котел оборудован контрольно-измерительными приборами и арматурой: манометром (9), предохранительным клапаном (10), заливным устройством (11), сливным краном (12) термодинамическим конденсатоотводчикам (15), дополнительным краном (16).
Рисунок 8- Котел пищеварочный паровой КПП-100
Рисунок 9- Котел пищеварочный паровой КПП-160
Рисунок 10- Котел пищеварочный паровой КПП-250
Котел типа «Вулкан» (рис. 2, б) имеет резервуар 1 с коническим днищем 3 и рубашку 5. Сверху он закрыт крышкой 6, уравновешенной противовесом 8. Рубашка опирается на стойки 2. Пар в рубашку поступает через вентиль 10, а содержимое котла сливается через кран 4. Вода поступает в резервуар через трубу 9, конденсат отводится через конденсатную трубу 11. Для снижения давления в котле служит патрубок 7, отводящий пар. Рубашка котла имеет клапаны для продувки, а резервуар - предохранительный клапан, исключающий образование внутри вакуума.
Рисунок 11 - Котел типа «Вулкан»
котел мясной промышленность
Котел варочный опрокидной К7-ФВА предназначен для тепловой обработки мясопродуктов и полуфабрикатов.
Представляет собой сосуд цилиндрической формы с эллиптическими днищами и паровой рубашкой. Смонтирован на полых цапфах, через одну из которых подводится пар в паровую рубашку, а через другую отводится конденсат. Устанавливается на двух стойках сварной конструкции, соединенных двумя стяжками. Внутри котел -- из нержавеющей стали. Для продувки парового пространства и пуска воды в нижней части днища наружного сосуда и для удаления воздуха из паровой рубашки в верхней имеются пробно-спускные краны.
Рисунок 12 - Варочный котел К7-ФВА
2.Описание технологической линии
Аппаратурно-технологическая схема производства ливерных колбас представлена на рисунке 13.
Ливерные изделия вырабатывают в виде колбас и паштетов. Последние по форме сходны с мясными хлебами. Фарш ливерных изделий в отличие от других видов колбасных продуктов имеет пластическую структуру (мажущуюся консистенцию). Чтобы получить такую структуру, ливерные изделия вырабатываю из вареного сырья. Их обычно не подвергают обжарке, так как обжарка сопровождается значительным уплотнением наружного слоя. Существует заметное различие в структуре высоких сортов ливерных колбас и колбас пониженной сортности, в состав сырья для которых входит много коллагена. Образующийся из коллагена желатин застудневает при охлаждении готовой продукции, образуя упругий, хотя и непрочный пространственный каркас. Он повышает связность структуры продукта и придает ей некоторую упругость.
Условия производства ливерных колбасных изделий благоприятствую развитию термоустойчивых и термофильных микроорганизмов не погибающих при температуре варки этих изделий. Благоприятные условия для развития термофилов создаются на поверхности варочных аппаратов и в материальных трубопроводах, в особенности, если санитарное состояние оборудования неудовлетворительное. Так как сырье длительное время может сохранять температуру на уровне, способствующем развитию в нем микроорганизмов. Все это таит в себе вероятность чрезмерного загрязнения продукции микрофлорой и даже ее порчи. В случае несоблюдения установленных санитарных требований к организации производственного процесса количество микробов в готовом продукте может достигать иногда 500 тыс. клеток в 1 г фарша.
Существует два способа производства ливерных изделий, исключающих влияние или уменьшающих значение этих условий: «холодный» и «горячий». «Холодный» вариант состоит в том, что сырье вначале варят, а затем охлаждают до температуры, близкой к 0° С, после чего направляют в производство. Добавляемый при куттеровании бульон также охлаждают до возможно более низкой температуры, но так, чтобы он не застудневал. Рассчитывают, чтобы температура фарша после куттерования не превышала 10-15°С. «Горячий» вариант отличается тем, что сырье варят после жиловки. В производство сырье направляют горячим, стремясь к тому, чтобы оно вплоть до варки батонов сохраняло температуру не ниже 50° С. Бульон после упаривания и до момента загрузки в куттер должен иметь температуру не ниже 80° С. Последний получил большее распространение, так как обеспечивает условия лучшей организации производственного процесса.
При поступлении сырье жилуют, освобождая его от наиболее крупных частей, имеющих низкую пищевую ценность (жилы, хрящи сухожилия, железы и т.д.). Мясо (телятину или свинину), печень, легкие и другие крупные субпродукты нарезают после этого на пласты или куски. Далее сырье направляют в варочный котел и варят в перфорированных корзинах 4 в варочном котле 3. Варкой достигается частичное обезвоживание, необходимое в тех случаях, когда в производство поступают субпродукты, содержащие много воды, кроме того, при варке разрушаются коллагеновые волокна в составе субпродуктов, богатые клейдающими веществами.
Рисунок 13 - Аппаратурно технологическая схема производства вареных колбас
Соответственно особенностям состава и строения субпродуктов варке в течение 15-20 мин (бланшировке) подвергают сырье, не содержащее грубых и прочных коллагеновых образований (мясо, щековина, печень). Продолжительность варки в данном случае должна быть достаточной лишь для того, чтобы прогреть куски сырья до температуры, при которой денатурирует большая часть белковых веществ. Бланшируют сырье при температуре воды, близкой к точке кипения. Сырье, в структуре которого содержатся грубые коллагеновые образования, варят в течение времени, достаточного для его размягчения (3-4 ч). Каждый вид субпродуктов варят в отдельности. Получающийся при этом бульон упаривают для повышения концентрации и добавляют к сырью во время последующего его измельчения на куттере.
Вареное и бланшированное сырье измельчают вначале на волчке 6 (диаметр отверстий выходной решетки 2 мм), а затем на куттере 8. К концу измельчения в куттер добавляют соль, специи, бульон (до 20%), если это предусмотрено рецептурой. Измельчают на куттере до получения однородной, хорошо связанной массы (5-8 мин). Полученный таким образом фарш шприцуют в кишечную оболочку вакуумным шприцом 9. После вязки или наложения петли батоны навешиваются на палки, которые затем размещаются на рамах. При навешивании на палки следят, чтобы батоны не соприкасались друг с другом во избежание слипов.
Применяют паровую или водяную варку батонов в течение 40-60 мин в соответствии с их диаметром. После варки батоны охлаждают под душем .
3.Описание конструкции проектируемого устройства и принципа действия
Котел К7-ФВЕ (рис. 2, в) предназначен для варки и бланшировки субпродуктов и варки окороков в двух корзинах 9 из нержавеющей стали. Он представляет собой бескаркасную прямоугольную металлоконструкцию (резервуар 2), под которой расположен слой теплоизоляции толщиной 50 мм. Днище 1 и крышка 3 двухстворчатой конструкции изоляции не имеют. Посередине котла на вертикальных внутренних стенках закреплена перегородка 4, разделяющая его на две части и служащая направляющей для корзин 9. Крышка 3 открывается и закрывается с помощью рычажно-винтовой системы 5, смонтированной с правой стороны котла.Толщина слоя теплоизоляции 50 мм.предназначен для варки и бланшировки субпродуктов и варки окороков в двух корзинах 9 из нержавеющей стали. Посреди-не котла на вертикальных внутренних стенках закреплена перегородка, разделяющая его на две части и служащая направляющей для корзин. Он представляет собой бескаркасную прямоугольную металлоконструкцию (резервуар 2), под которой расположен слой теплоизоляции толщиной 50 мм. Днище 1 и крышка 3 двухстворчатой конструкции изоляции не имеют. Посередине котла на вертикальных внутренних стенках закреплена перегородка 4, разделяющая его на две части и служащая направляющей для корзин 9. Крышка 3 открывается и закрывается с помощью рычажно-винтовой системы 5, смонтированной с правой стороны котла. Сборник бульона 6 - цилиндрическая емкость с крышкой, выполненная из листовой нержавеющей стали. Для наполнения бульоном и его слива в корпусе сборника предусмотрены отверстия с патрубками.
В котел электроталью7 и захватным устройством 8 устанавливают корзины 9 с субпродуктами, затем заливают воду и подают пар через барботер. При достижении заданной температуры внутри котла начинается варка. После ее окончания бульон с жиром частично сливают в сборник, открывая вентиль на сливном трубопроводе.
Рисунок 14- Котел К7-ФВЕ
4.Расчетная часть
4.1 Технологический расчет
Производительность варочного котла М , кг/ч , как аппарата периодического действия найдём из формулы:
(1)
где- продолжительность цикла обработки, с, составляет 3-6 часов;
G0 - единовременная загрузка продукции, кг;
с - плотность продукта, согласно источнику , кг/ (печень говяжая = 1020 кг/ )
ц- коэффициент заполнения, он зависит от вида операции и обработки продукции в интервале 0,6-0,85;
V - геометрический объём аппарата, мі.
кг/ч
4.2 Конструктивный расчёт
Толщины стенок варочного сосуда и рубашки определяется условиями обеспечения их надёжной эксплуатации, что в свою очередь, связано с прочностью конструкции и устойчивостью к линейным деформациям. Узел варочный сосуд-рубашка воспринимает нагрузку, представляющую воздействие наружного и внутреннего давления.
За счёт перепада давлений стенки цилиндрической части сосуда и рубашки, а также днища различной формы испытывают напряжение.
Выбор толщины стенок д, мм , производится не только из условий прочности, но и с учётом коррозии металлических стенок при длительной эксплуатации, а также учитывается возможность вероятностного утоньшения стенок в результате изготовления элементов конструкции и вычисляется по следующей формуле
Д = Др + с1 + с2 + а
где Др- расчётная толщина стенки, обеспечивающая надёжную работу конструкции под нагрузкой без разрушения, мм;
с1 - прибавка к расчётной толщине, учитывающая процессы коррозии при работе конструкции, мм;
с2 - прибавка к расчётной толщине, компенсирующая возможное локальное уменьшение толщины стенок при изготовлении аппарата, мм;
а - изменение толщины стенки, связанное с округлением результата вычислений суммы (Др + с1 + с2) до ближайшего стандартного значения толщины листа, из которого изготавливается конструкция.
Прибавка к расчётной толщине, учитывающая процессы коррозии при работе конструкции рассчитывается по следующей формуле
с1 = Аф
где А - скорость коррозии металла, мм/год ;
ф - срок службы аппарата, лет ( 10 лет)
С1 =0,4?10=4 мм
Прибавка к расчётной толщине (с2), компенсирующая возможное локальное уменьшение толщины стенок при изготовлении аппарата принимается равной (5…15) , мм.
Расчётная толщина стенок Др , мм , цилиндрических устройств из условий прочности определяется исходя из следующего
Др = ,
где ?Рmax - максимальный перепад давлений, который может испытывать цилиндрическая стенка варочного сосуда (или рубашка), МПа (для котла принимаем 0,05 МПа);
D - внутренний диаметр цилиндра (для варочного сосуда D=D1, а для рубашки D=D2) мм;
[у] - допускаемое напряжение материала стенки мПа
ц - коэффициент прочности сварных швов
?р = мм
Тогда толщина стенки:
? = 2,43+ 4+ 0,15 = 6,58 мм.
Следовательно, толщина стенок варочного сосуда составила 7 мм. Толщину стенки рубашки принимаем такую как и для варочного сосуда.
В связи с тем, что пищеварочные котлы с цилиндрической формой варочного сосуда в основном устанавливаются автономно их размеры по длине и ширине не ограничены. Высота же котла (Н) принимается исходя из удобства обслуживания с учетом принятого в нашей стране модуля М =100 мм и сложившейся практика конструирования модульных тепловых аппаратов. Принимаем Н= НР + НП = 1100 мм. Полный объем варочного сосуда V , дм3 , котла с учетом коэффициента заполнения найдем по формуле:
V=,
где Vп- полезный объем варочного сосуда, дм3;
К - коэффициент заполнения варочного сосуда (К = 0,80).
V = дм3
Внутренний диаметр варочного сосуда ДВ , м , можно определить исходя из соотношения НВ/ДВ, которое для стационарных пищеварочных котлов составляет примерно 0,6 [4]. При этом, исходя из удобства обслуживания, максимальная высота варочного сосуда не должна превышать 0,6 м. Тогда
V = ,
Откуда диаметр варочного сосуда ДВ найдем по формуле:
ДВ = ,
Дв = = 1,71 м,
где V - полный объем варочного сосуда, м3)
Принимаем ДВ= 1710 мм, тогда
НВ=,
Нв= 1,03 м
С учетом толщины стенки варочного сосуда (7 мм) его наружный диаметр (Двн) составит 1717 мм
Паровая рубашка у стационарных пищеварочных котлов в зависимости от их вместимости, типа и фирмы производителя колеблется в пределах 20…40 мм. Принимаем толщину паровой рубашки у проектируемого котла 30 мм. Тогда внутренний диаметр рубашки (ДР) составит