Справочник по производству мороженого

Раздел: Производство

Классификация фризеров

Фризер является основной машиной в производстве мороженого. По принципу действия различают два основных вида фризеров: периодического действия (ФПД) и непрерывного действия (ФНД).

В аппаратах ФПД все\операции — наполнение фризера смесью, фризероваиие и выпуск мороженого — осуществляются последовательно одна за другой; во фразерах ФНД — непрерывно и одновременно.

В зависимости от системы охлаждения фризеры бывают с рассольным или непосредственным охлаждением. Во фризерах с рассольным охлаждением используется циркулирующий в рубашке фризера рассол (обычно хлористый кальций), охлаждаемый в испарителе холодильной машины.

Принцип действия фризеров с непосредственным охлаждением основан на кипении холодильного агента (чаще всего аммиака, в некоторых конструкциях — фреона или хлорметила). Обе системы охлаждения могут быть применены в ФПД и ФНД. В настоящее время рассольное охлаждение используют только во фризерах периодического действия.

Фризеры с непосредственным охлаждением, в свою очередь, делятся на два вида — с затопленной системой и с принудительной циркуляцией холодильного агента, причем циркуляция осуществляется с помощью инжектора или насоса. Отечественное машиностроение выпускает серийно фризеры непрерывного действия ОФИ и периодического действяя ОФА, ОФА-М, ОФН и ОФН-М.

Технологические и холодильные схемы работы фризеров

Технологические схемы. Во фризерах периодического действия ( 30) через воронку / в цилиидр 3 заливается самотеком определенная лорция смеси (40—50% его полной емкости).

В цилиндре смесь перемешивается мешалкой 4 и взбивается. Цир-~ кулирующий г рубашке 5'рассол или Испаряющийся холодильный агент охлаждает смесь, которая, достигает криоскопической температуры, а затем при дальнейшем отводе тепла намерзает тонким слоем на стенке цилиндра.

При вращении мешалки шарнирио подвешенные на ней ножи 2 прижимаются центробежной силой к стеике цилиндра и срезают с нее замерзший слой. Обнажающаяся при этом теплопередающая поверхность покрывается новым слоем смеси, который также примерзает к стенка и срезается ножами. Для ускорения разгрузки цилиндра в мешалке ФПД устроены винтовые ребра, направляющие мороженое к выходу. Напора, создаваемого этими ребрами, достаточно только на преодоление сопротивлений внутри цилиндра и в разгрузочной задвижке. Поэтому разгрузка фризера периодического действия, так же как и загрузка, происходит самотеком.

Во фризерах непрерывного действия смесь и воздух подаются в цилиндр при помощи насосов. Процесс замораживания в ФНД осуществляется принципиально так же, как и в ФПД. И здесь смесь намерзает на стенке цилиндра и срезается с нее ножами. Однако, в отличие от ФПД, в ФНД мешалка занимает большую часть емкости цилиндра и полезная его емкость, т. е. одновременная емкость рабочей камеры, образуемой кольцевым зазором между мешалкой и стенкой цилиндра, сравнительно мала (2—4 л), что способствует интенсивности замораживания. Под давлением насосов, непрерывно ТГодающих смесь и воздух, полученное в цилиндре мороженое также непрерывно вытесняется из него.

Если замораживание в ФПД и ФНД происходит по одному и тому же принципу, то механизм второго элемента фризерования — взбивания — в ФНД существенно отличается от ФПД.

В общем процессе увеличения объема системы смесь — мороженое при фризероваиии в ФНД можно рассматривать три стадии — введение воздуха в смесь, его вработка, т. е. перемешивание и равномерное распределение воздушных пузырьков в массе смеси и, наконец, расширение воздушных пузырьков при выходе мороженого из цилиндра. Сущность последней стадии сводится к следующему. Смесь в цилиндре ФНД находится под давлением, которое создается принудительной подачей смеси и воздуха в цилиндр, возрастанием вязкости мороженого по мере его замерзания, а также сопротивлением в путях прохождения смеси и мороженого; вследствие этого воздушные пузырьки в мороженом во время пребывания его в цилиндре находятся в сжатом состоянии и по выходе мороженого из цилиндра расширяются, что увеличивает объем мороженого, а следовательно, и его взбитость.

По принципу осуществления первой стадии взбивания ФНД делятся на два типа: с подсосом воздуха и с нагнетанием. На  3! показана технологическая схема фризера с подсосом воздуха. Смесь из приемного бачка 1 поступает к насосу первой ступени 5. который по соединительной линии 3 подает ее в насос второй ступени 4. Насосы работают с разным числом оборотов: насос второй ступени вращается в три с лишним раза быстрее, чем насос первой ступени. Насос второй ступени, таким образом, обладает большей производительностью. Всасывающая линия насоса 4 в то же время является нагнетательной линией насоса 5, и питание насос'4 получает только из линии 3; вследствие этого между насосами соз

дается разрежение, и иасос второй ступени через устроенный в линии 3 воздушный клапан 2 прдсасывает воздух и перемешиваем его со смесью. Количество всасываемого воздуха регулируется при помощи клапана 2 . Насыщенная* воздухом смесь подается иасосом 4 под давлением в цилиндр фризера 8 и попадает в рабочую камеру между стеикой цилиндра и мешалкой 6. Здесь наряду с охлаждением и замерзанием смеси происходит также окончательная вработка воздуха. Под давлением насоса второй ступени, непрерывно подающего в цилиндр смесь, мороженое вытесняется из цилиндра и выходит через патрубок 9. Таким образом, во фризерах с подсосом воздуха насос первой ступени подает смесь, а насос второй ступени засасывает также воздух, производит первичное перемешивание его со смесью, подает смесь с воздухом в цилнидр, поддерживает в цилиндре необходимое давление и вытесняет мороженое из фризера.

Технологическая схема ФНД с нагнетанием воздуха показана иа  32. По этой схеме смесь поступает из танка или приемного бач- ;ка / при помощи иасоса И непосредственно в цилиндр 9. Сюда же через фильтр 6 воздушным компрессором 7 по особой линии 5 иагие- ;-тается воздух. Первичное перемешивание воздуха со смесью и его '.вработка осуществляются в самом цилиндре. Для выдачи морожеио-

го из цилиндра предусмотрен насос 8. Во фризерах этого типа мороженое в цилиндре также находится под давлением и по выходе из фризера расширяется. Взбитость регулируется изменением давления воздуха при помощи воздушного вентиля 2. Попадание смеси в воздушную линию предотвращается посредством обратного клапана 3. Таким образом, характерной особенностью такого фризера является раздельная подача воздуха и смеси в цилиндр, а также отсасывание мороженого насосом, расположенным на выходе из цилиндра.

Холодильные схемы фризеров. принципиальная схема фризера с рассольным охлаждением. Рассол подается насосом из испарителя холодильной установки в рубашку фризера 3 и омывает наружную поверхность цилиндра 2. Рассол, отепленный в результате поглощения тепла от смеси, возвращается в испаритель для повторного охлаждения, а затем снова в рубашку. На входе и выходе из рубашки ставятся запорные задвижки 1. На  схема фризера непосредственного охлаждения с затопленной системой. Жидкий холодильный агент при давлении конденсации поступает через запорный вентиль // и поплавковый регулирующий вентиль (ПРВ) 9 в аккумулятор 8. ПРВ выполняет двойную функцию: снижает давление холодильного агента до давления испарения и ЯОДДержй- ает постоянный уровень в аккумуляторе (примерно наполовину его ысоты). Жидкость низкого давления из аккумулятора сливается самотеком в рубашку 5, проходя через маслоотделитель 2. Этим Достигается освобождение холодильного агента от масла и предотвращается осаждение масла на теплопередающей поверхности. Кроме того, поскольку маслоотделитель расположен ниже рубашки, свежая жидкость поступает под уровень, чем обеспечивается спокойное заполнение рубашки без разбрызгивания.

В рубашке холодильный агент испаряется и образующиеся влажные пары попадают в верхнюю часть аккумулятора, выполняющую функцию отделителя жидкости. Под воздействием отбойников 7 .капельки жидкости оседают в аккумуляторе и вновь включаются в рабочий цикл, а осушенные пары уходят во всасывающую линию, пройдя на своем пути через фильтр и ряд вентилей. Таким образом, во фризерах с затопленной системой рубашка всегда находится под заливом и питание ее осуществляется самотеком из расположенного Выше аккумулятора.

Схема фризера непосредственного охлаждения -с циркуляционной системой показана на  35. Во фризерах этого типа аккумулятор расположен ниже рубашки. Подача холодильного агента осуществляется принудительным путем, •в большинстве случаев при помощи инжектора. В жидкостной линии 12 перед ПРВ //, посредством которого осуществляется дросселирование холодильного агента и заполнение аккумулятора 2,  устраивается ответвление. Часть жидкости высокого давления подводится по этому ответвлению к редукционному вентилю 13, дросселируется до давления (избыточного) 2—2,5 ат (т. е. выше' давления в аккумуляторе), а затем поступает в инжектор 1, расположенный в нижней части аккумулятора.

Фризер непрерывного действия с аммиачным охлаждением, ОФИ

Аммиачный фризер непрерывного действия с подсосом воздуха и циркуляционной системой охлаждения работает по принципу, показанному на  31 и 35. Фризер ( 36) состоит из цилиндрового блока с рабочим цилиндром, аммиачной рубашкой и мешалкой, двух насосов, приводного механизма, холодильной системы и приборов автоматики и контроля.

Смесь через поплавковый клапан 9 поступает в приемный бачок 10. По мере заполнения бачка поплавок всплывает и по достижении смесью заданного уровня клапан перекрывает подающий патрубок. С понижением уровня смеси поплавок опускается, и поступление смеси в бачок возобновляется. Таким образом предотвраща-. ется переполнение бачка и в то же время автоматически обеспечивается бесперебойная подача смеси на фризер. Приемный бачок выполнен двух стенным с воздушной прослойкой для предохранения смеси от нагревания.

Насос первой ступени 24 забирает смесь из приемного бачка и подает ее на насос второй ступени 20. Вместе с воздухом, засасываемым через воздушный клапан 23, смесь нагнетается насосом второй ступени в цилиндр 4. Внутри цилиндра вращается мешалка 6 с ножами, которая производит вработку воздуха в смесь и срезает мороженое со стенки цилиндра, ё Замерзшее и взбитое таким образом мороженое непрерывно вы- * тесняется из цилиндра под давлением насоса второй ступени через выходной патрубок 3 с трехходовым краном 2. В выходном патрубке имеете^ клапан противодавления /, предназначенный для регулироаания давления смеси в цилиндре.

Возможность мгновенного освобождения рубашки от холодильного агента имеет большое практическое значение. При работе фризера бывают случаи чрезмерного понижения температуры мороженого в цилиндре, что может повлечь за собой повреждение ножей и самого цилиндра. Описанное устройство позволяет предотвратить ' подобные поломки простым поворотом рукоятки. Поскольку при этом рубашка полностью освобождается от жидкого холодильного агента, замораживание сразу же прекращается. Кроме того, предотвращается опасность повышения давления холодильного агента при остановке фризера и его мойке.

На всасывающей линии фризера за аккумулятором установлен полуавтоматический бародросселирующий вентиль 11, посредством которого можно изменять давление аммиака в рубашке, а следовательно, и температуру его кипения и таким образом регулировать процесс замораживания. Регулирование давления аммиака возможно только в сторону большего или меньшего повышения против давления во всасывающей магистрали, в которую включен фризер.

Из описанного видно, что холодильная система фризера отделена от общей системы с жидкостной стороны — регулятором давления после себя — ПРВ, с газовой стороны — регулятором давления до себя (бародросселирующим вентилем). Для защиты - этих вентилей от засорения - предусмотрены фильтры 4. Отключение фризера от общей аммиачной системы, а также перекрывание отдельных участков схемы обеспечивается запорными вентилями. В сливной трубе 10, по которой влажные -пары стекают в* аккумулятор, устроена отбойная перегородка 9, отгораживающая сливную трубу от газовой линии и предотвращающая попадание жидкости в эту линию.