Создание и внедрение комплекса новых технологических процессов и оборудования для производства желатина, клея и быстрозамороженных пищевых продуктов Судзиловский, Илья Ильич

Введение к работе

Развитие научно-технической базы в перерабатывающей отрас-га-промышленности' и, в частности, в мясной и молочной, но отве-іает современный задачам и не обеспечивает решения ни технологи-іеских задач, ни создания техники, отвечающей современному уровню.

Во многом зто зависит от ранее принятой организации научно-ісследовательсних и опытно-конструкторских работ в отрасли и и-за отсутствия достаточного финансирования работ. В результате фи значительных достижениях отечественной фундаментальной науки прикладные вопросы пракгячески не решались, и предприятия отрас-т заполонил "полуфабрикат", а не передовая техника.

С перестройкой, с появлением массы малых и средних пере-)абатыващих предприятий, а также с появлением целого ряда нетрадиционных предприятий типа "кооперативы", "малые предприятия" \Ш) и т.д. обозначился еще больший разрыв между достижениями гауки и техникой. Можно с уверенностью сказать, что малогабарит-юй техники в стране практически нет.

В первом и втором случае исключение составляют лишь образ-(ы техники, закупленной за рубежом.

Не следует думать, что в стране отсутствуют достойные раз-іаботки. Они есть, но при нашем ведении хозяйства они оказались востребованными. И все это время можно назвать временем упу-[внных возможностей.

Настоящий доклад посвящен комплексу работ, проведенных в

блаети разработки а создания технологических процессов и обо-

удования мясной и молочной промышленности, результаты которых

настоящее время частью широко используется в промышленности,

. частично, сохранив актуальность, остались невостребованными

ждали своего часа, возможно, и конверсии.

В основном все работы связаны с применением "в гой или иной степени искусственного холода, с новыми технологиями, с обеспечением экономии перерабатываемого сырья в производстве і щавой и технической продукции и потребляемого при этом холода,

Ниже буду? изложены технические и технологические"решеш защищенные авторскими свидетельствами СССР, которые имеют болі шое народно-хозяйственное значение и вносят значительный вкла; в ускорение научно-технического прогресса. Приведены также ма; риалы, удостоверяющие завершение работ и дальнейшее их практическое использование.

Актуальность работы. Решение вопросов продовольственной программы, которая является одной из ключевых проблем социального развития общества, невозможно без комплексного и одновременного рассмотрения, технологических и технических аспектов проблемы. Социально-экономическая проблема дефицита пищевых продуктов в стране и, в первую очередь, мясомолочных" продуктої в настоящее время приобрела особую остроту.

Актуальность работы обусловлена , прежде всего,дефицитом пищевых продуктов на основе белков животного и растительного происхождения.

Технологический и аппаратурный аспекты тесно взаимосвязаны, будучи нацелены на обеспечение выпуска белковых продукте пригодных для продолжительного хранения и транспортировки.

Изложенные основные направления исследований и их регулі таты представляют собой систему взаимосвязанных разработок в том смысле, что, взятые вместе, они образуют комплекс компонеї тов нового научного направления в решении научно-технических проблем обеспечения питанием населения страны.

Отече: .ітвєннши и зарубежными учеными (Беликов В.М., Браж-жов A.M., Большаков А.С, Гаевой Е.В., Горбатов В.М..Толовій Н.А., Гоголин А;А.,. йадан В.З., Журавская Н.К., Рогов И.А., патов В.И., Толстогузов Н.Н., Радкевич Д.П., Татевосян Р.А., татырев А.Н., Ыизерецкий Н.Н., Дариков А.А., Пирог П.И.,. Роїв Д.Г., Хелемский A.M., Христодуло Д.А., Бадылькео И.С., Вирок Д.И., Баблоян 0.0., Чернов Н.В., Чижова Г.Б., Пасбенский А.Г., іффер А.П., Райх Г., Ферри ДД., 0 Жлаэрти <В., Шойкс Морос, дди В., Кришнан Д.Р., Вайс А., Подраски В. и многие другие) сработаны многие аспекты физико-химических, биохимических, дико-биологических и тепло-технических основ малоотходной тех-яогии переработки белоксодержащего сырья и консервации его лодоы; намечены направления и принципы развития исследований области создания новых продуктов, технологий и аппаратурного юрмления процессов в перерабатывающих отраслях промышленности.

Вместе с тем j комплексное рассмотрение вопросов пищевой хнологии, массообменных процессов, теплотехнических вопросов, :зических свойств перерабатываемого сырья и пищевых полуфабри-ітов, вопросов экономики, санитарии и экологии, а также прин-лов создания машин и аппаратов с высокими удельными показате-ми позволилоразработать и предложить для нужд промышленности лый ряд оригинальных технических и технологических решений, язанных е применением в той или иной степени искусственного лода, в области производства желатина, клея и быстрозаморожен-х пищевых продуктов.

Научные исследования по указанной проблеме выполнялись в новном в соответствии с заданиями Общесоюзных научно-техниче-их программ и Целевой комплексной научно-технической программы Ц.030 "Развитие производства биологически полноценных пищевых

продуктов на основе комплексного использования скрья и снижения его потерь" ГКНТ и Госплана СССР на 1980-1990 гг., ..олучившей дальнейшее развитие в Государственной научно-технической програм ме ГКНТ и Миннауки РФ по теме № 58, НПО "Агрохолсдпрома" на 1990-2000 гг. "Разработать и освоить высокоэффективные, ресурсосберегающие технологии производства и комплекс высокомеханизированных и автоматизированных средств дія формования, заморажива-. ния и расфасовки замороженных изделий из теста с мясными и молоч ними начинками и с растительными наполнителями по рецептурам национальной кухни для перерабатывающих предприятий малой и сред ней мощности, выполняемой в рамках проекта по ГНТП Миннауки РФ "Перспективные процессы в перерабатывающих отраслях агропромышленного комплекса (АПК)".

Диссертация в виде научного, доклада изложена на 94 стра ницах, включает II глав и выводы, содержит 40 рисунков, 16 фотографий, 12 таблиц, 97 упомянутых публикаций и два приложения в отдельных томах.

В главе I представлена общая характеристика работы; в главах 2, 3 - общие принципы проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ; в главе 4 - краткая характеристика производства желатина и результаты работы в области создания и внедрения новых технологических процессов и оборудования для производства желатина и клея; в главе 5 - результаты использования эффекта вибротурбулизации; в главе б - результаты работы в области использования желатина; в главах 7, 8 - краткая характеристика производства быстрозамороженных пельменей и вареников и результаты работы в области создания и внедрения новых ' технологических процессов и оборудования для производства быстрозамороженных пищевых продуктов; в главах 9, 10, II - результаты работ в области создания и внедрения теплоизоляционных элементов

4 ''

«онструкциі создаваемой техники. Далее следуют выводы.

Цеяь и задачи работы. Целью данной работы было обобщение информации по указанной проблеме і разработка на этой базе основ совершенствования и создания новых технологических и технических решений в мясоперерабатывающей промышленности и, в частности, технологических процессов и оборудования для производства желатина, клея и быстрозамороженных мелкоштучных продуктов.

В соответствии с поставленной целью в работе сформулированы следующие основные задачи:

т обобщить известные подходы к совершенствованию технологий и аппаратурного их оформления и разработать экспрессную аналитическую сравнительную оценку известных и новых технических решений в этой области;

- усовершенствовать и внедрить технологию и принципиально
новое технологическое оборудование для производства желатина

и клея;

разработать и внедрить принципиально новую технологию производства мелкоштучных изделий из теста с начинками и универсальное технологическое оборудование для этих целей;

разработать основные положения концепции создания малогабаритной скороморозильной техники для замораживания мелко-птучных изделий;

путем использования основ концепции разработать.и соз-іать типовой ряд этого технологического оборудования для нужд »алых и средних предприятий перерабатывающей промышленности, >аботавщего как в автономном режиме, так и в составах поточных

[ИНИЙ.

Научная новизна и практическая ценность исследований. На базе системного анализа методов аналитической я графической оценки результатов исследований, известных в целом ряде научных дисциплин,нами был разработан,и предложен экспрессный гра-фо-аналитический метод расчета оптимальных режимов осуществления технологических операций при оценке экспериментальных данных и выбора предпочтительных технических решений для реализации той или иной технологической операции в перерабатывающей промышленности.

Исследованы процессы подготовки коллагенсодержащего сырья и экстракции из "него желатина,и разработаны новые технологии и принципиально новое аппаратурное оформление. ]

Исследованы процессы и установлены особенности формования замораживания и галтовки мелкоштучных изделий из теста с начинками.

На основании полученных данных была .предложена новая технология и аппаратурное ее оформление.

Разработаны основные положения концепции создания малогабаритной скороморозильной техники для предприятий малой и средней мощности и на ее основе разработан и создан целый ряд скороморозильных аппаратов для замораживания и галтовки пельменей, вареников, пирожков, а также для замораживания плодоовощной и ягодной продукции в россыпь. Новые технология и оборудование широко используются в промышленности.

Научная новизна и практическая ценность предложенных в работе способов и устройств подтверждается полученными авторскими свидетельствами и патентами: Англии $ 1384957, Бельгии № 791302, Канады № 974615, ФРГ № 23I4I28, Италии № 98I8I2; СССР и РФ V» 572063, 758756, 368286, 332II7, 932820, 526502, :

572481, 64bo92, 500793, 581924, 726158, 823545, 895695, 266716, 1525970, 1062482, TO9725I, I2I4047, Ц94355, I4002I4, 1609262, 1578866, 1324619,.164870, І595І4Є, 465164. 5II968 и др.

Практическая значимость работы заключается в том, что

теоретическая часть использована в исследсвртель-ских работах, при разработке новых способов производства и нового оборудования; разработанные новые спосббы, машины и аппараты широко используются в промышленности. Например, способ замораживания и галтовки мелкоштучных продуктов из теста с начинками и способ их формования реализованы в агрегатах для формования тесто-фартевых жгутов, подсушки жгутов, накатки пельменей и вареников, подмораживания, галтовки и окончательного замораживания изделий. Агрегаты серийно выпускаются машиностроительными заводами и. внедрены на более, чем 70 предприятиях мясной, молочной, рыбной и пищевой промышленности, в торговле и общественном питании.

Элементы изоляционных контуров(скороморозильных аппаратов, камер и холодильников)широко освоены в промышленности . В частности, фасонная теплоизоляция для холодильного трубопровода используется не только для скороморозильных аппаратов, но и организовано их массовое производство для нужд холодильников различного назначения и спец. зданий и сооружений, мясной, молочной, рыбной и пищевой промышленности, в торговле, общественном питании, на предприятиях оборонного комплекса.

Разработанный принцип создания изоляционных контуров широко используется промышленностью при капитально-восстановительном ремонте спец.зданий и сооружений без вывода их из эксплуата-ции и др.

Все эти работы принесли народному хозяйству значительный экономический эффект. Фактический экономический эффект только по данным предприятий, отчитавшихся перед ЦСУ на 01.01.91 г., составляет более 7,0 млн. руб. >

Апробации работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждались на Всесоюзном коллоквиуме "Процессы и аппараты пищевых производств" (Москва, МИНХ им. Г.В.Плеханова); на ХУІ Европейском конгрессе работников НИИ ыясной промышленности (Варна, 1970); на коллегиях.НТС Минмясомолпрома и Госагропрома СССР и РСФСР, на коллегии и научном совете ГКНТ СССР; на ученых и технических советах НПО "Комплекс", ВШИШа (ВНИКИШа) и ВНИХИ (НПО "Агрохолодпром"); на ряде конференций и симпозиумах, прово-димых-ВДНХ СССР.

Разработанный графо-аналитический метод расчета оптимальных режимов производства подробно описан и опубликован. Для изучения его был организован курс лекций, читавшихся для старшекурсников Московского технологического института на кафедре технологии мяса.(МІИММП).

Результаты работ неоднократно представлялись на ВДНХ СССР и отмечены одной золотой, двумя серебряными и четырьмя бронзовыми медалями, дипломами и грамотами ВДНХ, Минмясомолпрома и ВЦСПС. .'

Комплекс работ по созданию и широкому внедрению новой технологии производства ыелкоштучных продуктов и комплекса оборудования для этих целей отмечен медалью и дипломом лауреата премии СМ СССР. Внедрение изобретений в промышленность отмечено медалью и званием Заслуженного изобретателя РФ.

2. 0L41E ПГОНЩШ ПРОВЕДЕНИЯ НАУЧНО-!1ССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ОШТЮ-КОНСТРУГСЮРСКИХ РАБОТ

В качестве общего принципа проведения всех работ, представленных в докладе, использован принцип активизации границ взаимодействия. В соответствии с этим принципом, повышая гаи понижая связность границ взаимодействия, можно обнаружить новые законо-мерности, явления и свойства в поведении взаимодействующих тел. Принцип активизации границ взаимодействия использован в качестве принципа поиска новых проектно-конструкторских решений (Г.С.Альт-щуллер, 1973 г.; А.И.Половинкин, 1976 г.). Этот принцип, позволяя формировать необходимый и достаточный набор механизмов действия для последующей их оптимизации, связывает теорию и практику эксперимента, изобретательства, конструирования и проектирования технологических подсистем в мясной промышленности в единое целое. Конкретные примеры и результаты применения зтогс принципа в пределах данного исследования приведены в табл. І. В совокупности с принципом активизации границ взаимодействия для поиска оптимальных (предпочтительных) значений технологических режимов для освоения технологий в практике производства или для оценки всех известных при сравнительном анализе решений использовались:

разработанный нами графоаналитический метод расчета оптимальных параметров процесса производства, представленный ча рис. I, с одновременной обработкой экспериментальных данных на ЭВМ;

общепринятые уравнения расчета экономической эффективности, срока окупаемости и . для сравнительной оценки экономической эффективности технологических подсистем при их оптимизации использован критерий "К" предельно допустимых капитальных вложений:

где Г - срок окупаемости;

^/5- прирост прибыли в -ом роду, у?л. «Ч' - коэффициента удорожания и П - степень повышения производительности. Обзор теоретических и экспериментальных данных, их обобщение и выводы показывают, что комплекс исследований может быть представлен, как перспективное направление в теории и практике анализа и синтеза технологических процессов и оборудования мясной промышленности, способствующее решению актуальных задач, стоящих перед отраслью промышленности» '

3. ІРАаО-АНАЛІПИЧВПМЙ МЕТОД РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНЫХ

Опыт работы, связанный с научными исследованиями ш их шн нированиеы, оценкой результатов НИР, с созданием модернизирован ного или совершенно нового (экспериментального) оборудования, опытных образцов техники, опытных производств, а также с подбором необходимого, 8кономически обоснованного технологического оборудования для комплектации линий, участков и цехов в ойдасїі производства желатина, клея, быетроаадароташшх продуктов в перерабатывающей промышленности, возводил мне разработать и предложить графо-анадитический метод расчета предпочтительнмх параметров процесса производства пищевых продуктов.

Сущность'метода мною подробно описана в работе, опублико ванной совместно с рядом специалистов, проверявших метод расче в других областях производства пищевой продукции, разработки

іборудованьл, при проведении НИР и оценки машин разного типа с очки зрения выбора предпочтительного, процесса и оборудования;.

Рекомендуемый'метод позволяет вести оперативное планирова-іие зкспеї лента, отработку результатов экспериментальных работ ідновременно с проведением исследований, позволяет осуществить інбор того или иного предпочтительного технического решения (провеса, аппарата); при обработке технологических режимов позвеля-ІТ установить предпочтительные режимы работы разрабатываемой ехнини.

Метод прост в использовании, нагляден, и, чем больше пара-гетров учитывает, тем достоверней получаются результаты расчета.

Метод расчета может быть использован и при планировании роиэводства продуктов с заданными свойствами.

По инициативе к.т.н. Иаринова А.И., преподавателя МТИММПа г. Москва) для старшекурсников (студентов) были организованы і 70-е годы чтения лекций по изучению метода расчета. Методом ользовалась также большая группа аспирантов НПО "Комплекс", ГШММПа и других организаций, студенты и аспиранты 1^убы и другие пециалисты.

Пример использования графо-аналитического метода расчета общем виде показан на рис J 2 "а", "б", "в".

Графические зависимости располагают следующим образом: о вертикали - показатели свойств А, В, С продукта от технологи-еских параметров, а по горизонтали - показатели технологических ежимов X, У, ,

На рис. I "а" показано изменение свойств А, В, С при варь-ровании технологического режима 1 от Хт до Х.при У => У-^ и = /і постоянных.

На рис. Г "б" и "в" - изменение свойств А, В, С соответст-анно при варьировании технологических режимов У от Ут до V- при

Х.Х_оптиот4 до^ при X = Х_опт и У = У_опт.

Масштабы осей ординат для одного и того же показателя свойств продукта и осей абсцисс для одного и того же показателя технологического режима постоянны.»

Вначале обрабатывают данные колонки "а", затем "6^і" и "в" и т.д. по вертикали в зависимости от числа варьируемых параметров. Задаемся условиями, соответствуищими требованиями ГОСТ, ТУ или в соответствии с заданием о свойствах продукта (А, В, С), и показываем их значения последовательно на осях ординат. На графике А = J- (X) проводим из точки А, прямую параллельно¹ оси абсцисс до пересечения с кривой. Точку пересечения проецируем на ось абсцисс. В результате получаем область с (Гарантированным значением .свойств к.

Эту область проецируем на ось абсцисс следующей нижележащей зависимости В » j (X) и штрихуем вертикальными линиями. После этого проводим горизонтальную линию из точки Bj на оси ординат до пересечения с кривой и эту точку проецируем на "ось абсцисс. Как и в первом случае, получаем область, удовлетворяющую заданным условиям, которую штрихуем уже горизонтальными линиями, и в результате получим область, заштрихованную дважды, т.е. в этой области продукт будет удовлетворять требованиям к его свойствам А и В.

Дважды заштрихованную область проецируем на ось.абсцисс графика С = f (X) и проделаем все действия, описанные ранее. В результате получим на оси ОХ область от Xj до Xg при У « У| и 2^ = i?. предпочтительного значения свойств продукта X.

Обработку данных в колонках рис. I "б" и "в" проводим так

Примеры Практического применения графо-аналитического метода расчета показаны

на рис.2 - выбор предпочтительных значений режимов провеса производства желатина.

Одним из весьма важных пищевых и технических продуктов яв-:яется желатин. Большой интерес к продукту обусловлен широким го использованием в различных отраслях промышленности. Сырьем ля производства желатина являются ткани и органы животных, со-;ержащие коллаген (костная ткань, сухожилия, кожный покров и др.).

В зависимости от применения и качественных показателей іазличают желатин пищевой, фотографический, фармацевтический, ехничееккй, полиграфический, а также желатин для специальных [елей (для военных нужд; для атомной промышленности; для радио-ехнической промышленности; для исследовательских целей, напри-іер, для приготовления питательных сред).

В общем виде принципиальная технологическая схема произ-одсгва желатина может быть представлена в следующем виде (табл.2).

Получение того или иного вида желатина, в основном, опре-еляется исходным сырьем и его качеством, способом подготовки оллагенсодержащего сырья (самым длительным процессом в произ-одстве желатина - от 1,5 до 90 суток и более), а также ' приятой технологиайэкстракции желатина (вторая самая длительная ехнологическая операция в производстве желатина - от 1,0 до ,5 суток) и способом обработки желатиновых бульонов до получе-ия товарно-сухого желатина.

В зависимости от способа подготовки холлагенсодержащего ырья (с использованием кислот или щелочей) называют способ про-зводства желатина "кислотным" или "щелочным".

Оба эти способа являются классическими и общепринятыми. Гчи достаточно широко освещены в специальной литературе.

Далее представлены результаты работ по четырем этапам' производства желатина.

Приемка и предварительная обработка коллаген-содержащего сырья (I этап производства)

Технико-экономичэсккй анализ промышленного процесса производства- желатина показал, что на потери коллагенсодержащего сырья в процессе его ::имических обработок в значительной степени влияет предварительная обработка сырья, начиная с процесса измельчения и заканчивая его промывкой перед обработкой химическими реагентазді.

Решение проблем освоения в промышленности новый ускоренных способов подготовки 'коллагенсодержащего сырья к экстракции желатина привело к необходимости коренной переработки технического реіпекия измельчителей, используемых в промышленности. В основном это машины типа "волчок", например, марки МТК-І5. Измельчение ша'ких: видов коллагенсодержащего сырья на подобных машинах приводит к большому содержакиэ в измельченном сырье шрота с размерами до 8 мм (от 6 до 9 %) и кусков с размерами более 200 ым. Первые приводят к большим потерям при жидкостных обработках, а вторые - к выводу из строя насосов. Попытка уменьшить перфорации решеток измельчителей приводила к поэыгазнио содерсания первой фракции и ликвидации другой, но при этом при большей надежности работы насосов увеличиваются потери сырья.

Другим недостатком конструкции принятых измельчителей является большое разголокнеше краев шрота, что при обработках в

концентрированных растчорах щелочей к кислот приводило к дополнительному увеличению потерь сырья.

С целью ликвидации указанных недостатков на основании результатов экспериментальных и аналитических исследований было предложено новое техническое решение измельчителя, основанное на отечественных машшах типа "Шинорез".

Эти машины позволят¹ измельчать мягкие виды сырья больших площадей и значительной толщины на полосы с розными гранями, а при повторном проведении операции получить практически разномерно измельченное сырье на куски прямоугольной формы. При этом наличие'шрота с размерами до 8 ш составляет чсего I 55, но выход шрота с размерами (длиной) белее 200 мм составил 22-25 %, а последнее затрудняет проведение последующих жидкостных операций.

Однако при всех своих недостатках это техническое решение позволило предложить новое, позволяющее учееть физические свойства коллагєисодержащего сырья.

Устройство для измельчения мягкого коллаген-содержащего сырья (а.с. СССР № 526502)

Ка рис. 3. предстаплен общий вид устройства, устройство в разрезе, а также отдельные его узлы.

Устройство работает следующим образом. Сырье - обрезки шкур свиней и КРС, целые шкуры (включая шкуры хряков) - укладывают на рольганг I и по нему направляют под подающий валик 13, который в свою очередь сырье подает в зону резак..я по пластине 29. Дисковые кожи 4 режут сырье на продольные полосы заданного размера, а тангенциальные і.лжи 10 от полое отрубают куски опрг-

деленного размера, после чего сырье попадает в транзитную емкость 28 с водой.

Применение этого устройства позволяет: измельчать сырье , на кусни нужного размера; исключить ручной труд на предварительную резку (ручную рубку)' на крупные куски и объединить эти операции; расширить ассортимент перерабатываемого сырья и, в частности, осуществить переработку, шкур хряков; значительно сократить потери сырья в процессе его промывки и обеспечить однородное измельчение сырья, а следовательно, исключить практически переподготовку химическими реагентами мелкоизмельченного сырья', присутствующего после машин типа "волчок".

Технико-экономическая характеристика нового измельчителя представлена, в табл. 3.

Из табл. 3 видно, что предложенный новый измельчитель мягкого кодлагенсодержашего сырья обеспечит гарантированный экономический эффект не менее 11,0 тыс, руб. в год, позволит снизить трудоемкость процесса и совместить две операции - предварительное и окончательное измельчение сырья (операции, выполняемые на традиционном оборудовании и при использовании машин типа "Шинор раздельно) в одну технологическую операцию.

Нами были проведены исследования существующих процессов измельчения, проанализированы результаты использования машин типа "Шипорез", разработаны, созданы и испытаны экспериментальное устройство и опытный образец измельчителя.

Устройство для промывки измельченного коллаген-содерхащего сырья (а.с. СССР № 572481)

При решении задач, связанных с внедрением и освоением ускоренных способов подготовки сырья к экстракции желатина, воз-

'.'.'16;:.:^:^- '''''

ила необходимость выбора устройства для промывки сырья, т.к. іадиционно используемое оборудование из-за неразвитой системы Іроса промывных вод практически оказалось непригодным. Пред-ічтение б„ло отдано устройству, предложенному нами, которое в льнейшем было успешно испытано и применялось не только в ка-стве моечного, но и для химических обработок по способу (в I ереди Могилевского цеха).

На рис. 4 изображено устройство для промывки сырья (про-льный и поперечный разрезы) и конструкция ведомого вала.

Устройство работает следующим образом. Коллагенсодержащее рье загружается в корпус I системой пневмо- или гидротранспор-. Вода, используемая для транспортировки сырья, сливается че-з перфорацию валов 6, 7 и 8 в приемные камеры II, 12, 13 и лее поступает на технологические нужды или в канализацию. За-к корпус заполняется водой, и включаются в работу упомянутые иые валы с наружной шнековой навивкой.

Обработку сырья осуществляют за счет перемешивания лопастям мешалками 9 и 10 и шнековыми навивками валов б, 7, 8, а оке за счет барботирования сырья воздухом, подаваемым через эфорацию трубы 3. В случае обработки свд>ья химическими раство-га используют пульсатор 21, значительно повышающий, проникающую ісобность химических реагентов (на рисунке не показано).

Очистка перфорации валов 6, 7, 8 осуществляется при их ицении относительно перфорированных трубчатых стояков 23, 24 духом, подаваемым под давлением 'от компрессора.

Обработанное сырье через камеру 17 откачивается насосом ез патрубок 19.

Использование устройства позволило значительно ускорить в отработанной воды; сократить потери сырья с промывной во-, т.к. мелкие частицы отбираются от перфорации воздухом в

обратную сторону; интенсифицировать процесс мойки - сократить длительность отмывки сырья.

При испытаниях первой очереди цеха ускоренной подготовки мягкого кодлагенсодержадего сырья в г. Могилеве указанное устройство было использовано не только для промывки сырья взамен зольников и мацерационных чанов, но к в качестве аппаратов для обработки сырья технологическими растворами по способу а.с. СССР № 499722. Результаты представлены в табл.4 .

Как видно из таблицы, даже с изменением физического состоя ния сырья (с набуханием сырья) предложенное устройство является более предпочтительным, чем традиционное оборудование, т.к. позволяет сократить длительность процесса подготовки сырья более чем на 10 %,- а длительность вспомогательных технологических one-"-раций на 60 Й. ' \

Мною с сотрудниками был проведен комплекс НИОКР и на базе полученных результатов предложено техническое решение, разработан, создан и испытан экспериментальный образец.

По состоянию на 1978 г. моечные устройства были внедрены;, на Могилевсхом хлеежелатиновом заводе - 2 машины, на Минерадо-водском желатиновом заводе - 2 машины и Ленинградском клеевом заводе объединения кожевенных предприятий - 7 машин.

Ускоренный процесс комбинированной обработки холлагенсодержащего сырья химическими реагентами и замораживанием.. Аппаратурное оформление процесса ( П этап производства)

Одним из ускоренных способов производства желатина является комбинированный способ по а.с. СССР № 499722, предложенный советскими учеными Д.П.Радкевичем и О.О.Б&блояном с сотрудниками (НПО "Комплекс" и ВНИКШИ), позволяющий перерабатывать как мягкое, так и твердое коллагенсодержащее сырье: части шкур КРС и свиней, а также оссеин, отходы кожевенного производства. При этом допускается консервация сырья замораживанием или хлористым натрием.

Подготовка сырья к экстракции желатина - разрыхление кол-лагенсодержащего сырья - осуществляется в три этапа с промежуточной нейтрализацией. На первом этапе сырье выдерживается в щелочно-солевом растворе для удаления щелоче- и солерастворимых белков и предварительного разрыхления коллагена. На втором этапе сырье обрабатывают в кислой среде для удаления кислотораствори-мых белков и разрыхления белков путем набухания. На третьем этапе кислотного набухания сырье замораживают и достигают тем самым нужной степени готовности его к экстракции желатина.

Особенность способа - значительное сокращение длительности подготовки сырья. Достаточно сказать, что подготовка твёрдого коллагенсодержадего сырья и обрезков шкур КРС к экстракции желатина сокращена с 2,5 + 3,5 месяцев до 2,5 + 3,0 суток. Скоротечность технологических операций (промывка, щелочно-солевая обработка, нейтрализация и последующая промывка) и связанность этих операций с жидкостной обработкой (при ЖК * 3) предъявляет и определенные требования к технологическому оборудованию. Ис-

пользование действующего оборудования для этих целей (мацеряци-онных чанов, зольников, насосных станций, вакуумсборников с трай эитными емкостями) очень затруднительно по следующей причине. Длительность сброса рабочих растворов и замена на новые, длительность загрузки и выгрузки из аппаратов сырья с последующий сбросом "транспортной" воды для замены ее на рабочие растворы приводит к значительным и неоправданным" потерям сырья от чрезмерного набухания и даже поверхностного распада коллагена сырья, переподготовки до полного растворения шрота с размерами 3-5 мм, т.к. при новых скоротечных операциях длительность вышеперечисленных операций составляет примерно 50 % от длительности основных (табл. 4); что является крайне нежелательным,

Для реализации нового способа нами проведен комплекс ШОКР, и в результате была разработана принципиальная технологическая схема, и подобран комплект технологического оборудования. Затем были подготовлены ИЇ и ТЗ на экспериментальный цех производства желатина по новой ускоренной технологии мощностью 100 т желатина в год. Документация была передана Болоховскоьу ПКТБ ВО "Со-юзклейжелатинпром", где была разработана проектная документация цеха для Могилевского клеєжелатинового завода. В 1978 г. была сдана в эксплуатацию первая очередь (см. рис. 5...8)..

В процессе опытно-промышленной эксплуатации первой очереди производственно-экспериментального цеха было достигнуто следующее. Было подтверждено значительное сокращение длительности подготовки сырья к экстракции желатина, повышение качества и выхода продукции.

Экономический эффект от внедрения ускоренного способа под- готовки сырья к экстракции желатина и комплекта оборудования в первый же год эксплуатации составил 2097 руб. на І т готового

продукта. Соктический экономический эффект от эксплуатации первой очереди цеха на Могилевском клеежелатиноБом заводе составил 837 тыс.руб. за шесть месяцев 1978 года.

Новел технология и линия ускоренной подготовки сырья были представлены ВК и рекомендованы для внедрения в промышленность (акт и протокол ВК и соответствующая документация прилагаются).

Секционное устройство башенного типа для жидкостной обработки коллагенсодержащего сырья (а.с. СССР № 572063 и № 758756)

Как показал опыт, наибольшее внимание исследователей было обращено, в основном, ко П этапу производства желатина - подготовке сырья, и специалистов науки и техники - к ІУ этапу, завершающему цикл производства, когда желатин находится в виде водного раствора той или иной концентрации, т.е. в ьиде материала одних и тех же физических свойств по объему. Оборудованием же I, П и Ш этапов практически ни в СССР, ни за рубежом .не занимались. В основном, усовершенствовалось уже известное оборудование.

Ускоренные же способы производства желатина требовали и принципиально новых технических решений в аппаратурном оформлении процесса. Даже использование более прогрессивного аппаратурного оформления, например, моечных машин (по а.с. СССР № 572481), при создании экспериментального цеха на Могилевском клеежелатиновом заводе не отвечало требованиям, предъявляемым новым технологическим процессам (си. табл. 4). То есть реализация всех положительных сторон ускоренного способа производства практически невозможна без принц пиально новых подходов к аппаратурному оформлению процесса подготовки коллагенсодержащего сырья к экстракции желатина.

С целью широкого использования в промышленности нового ускоренного способа подготовки коллагенсодержацего сырья, а также с целью замены ныне действующего оборудования: мацераци-онных чанов, зольников, насосных станций с транзитными емкостями , и усовершенствованного оборудования, заимствованного из родственных отраслей промышленности,'нами было предложен^ принципиально новое техническое решение - секционное усаройство ба-^: шейного типа (рис.9 ).

Устройство работает следующим образом. Сырье после промьп ки и вместе с промывной водой от насосной станции подается через патрубок 7 в секции Ї. Затем через целевую перфорацию ложного днища 12 и патрубок 18 сливается вода, и по патрубку 17 -заливается рабочий раствор, а затем по патрубку 22 подается во? дух на барботирование. По окончанию обработки сырья отработанный раствор сливается через щелевую перфорацию по патрубку 18 на регенерацию, а для перегрузки сырья в никеследующую секцию его заливают водой или нейтрализующим раствором при помощи дотирующего устройства 15, 17, соответственно.

Перегрузку сырья можно осуществлять также с отработанным раствором, предусмотрев слив и замену его в нижеследующей секции.

Открытие затвора 14 для перегрузки сырья происходит путеї подачи воздуха по патрубку 19 в пневмэцилкндр 20. С подъемом цилиндра поднимается затвор, и в результате образуется кольцевая щель между обрезиненным кольцом 33 затвора 14 и горлсгеияо* 27. Сырье под действием своей массы перегружается в следующую секцию. После отого перекрызается подача воздуха на барботаж, и подается воздух под коаырек 8 для зачистки поверхности контакта горловины 27 с обрезинениш кольцом 33 затвора 14. Далее затвор закрывается.

Затем с подачей рабочего раствора j секцию 2 в секцию I подается необработанное сырье, и технологический цикл псвгоряется.

Основными задачами, которые ставились перед разработкой, были следующие:

сократить длительность вспомогательных технологических операций (перегрузки сырья, подачи рабочих растворов и сброса отработанных растворов);

сократить потери сырья в процессе его подготовки (исключить переподготовку в процессе химических обработок) и повысить выход желатина;

сократить расход производственных площадей;

разработать такое аппаратурное решение процесса, которое 5ы позволило внедрять, ускоренные процессы подготовки сырья к экстракции желатина, включающие в себя скоротечные химические обработки коллагенсодержащего сырья и, в частности, способ по

а.с. СССР № 499722 и др.

В 1972 + 1974 гг. на базе изобретений по а.с. СССР № 572063 и 758756 мною было предложено и разработано техническое решение (фото I, 2), создана и испытана действующая лабораторная 3-х секционная установка башенного типа и макет производственного . /частка на базе указанного устройства.

Результаты испытаний представлены в табл. 5..

Из табл. 5 видно, что длительность перегрузки сырья с растворами из одной секции е нижзследущув составила всего 10 с. Длительность сброса растворов (отделение отработанного раствора ^; эт сырья) составила 10 с.*. При этом все остальные узлы установил нак в ручном, так и в автоматическом режиме ри/отали КОрмаЛЪ-SO.

В 1974-1978 гг. кною и сотрудниками бали разработаны тех-іичеекие предложения и конструкторская документация на зкспери-

ментально-промышленную двухсекционную установку башенного типа производительностью 2,5 т сырья в сиену, а. также исходные требования на исполнение корпуса установки из железобетонных конструкций, проект которой выполнил комплексный отдел филиала Гипромясо. Результаты испытаний экспериментальной установки на Могилевском клеежелатиновом заводе представлены в табл. 5.

На основании результатов экспериментальных исследований ! и испытаний лабораторной 3-х секционной установки, опытно-промышленной секции и 2-х секционной экспериментальной установки "Э-395" можно сделать выводы, что предложенное техническое решение позволило:

сократить длительность вспомогательных рпераций и, в частности, сброс отработанного раствора до 30 мин, смену рабочего раствора на новый до 0,6-0,,8 против 3-4 ч в практике и 1,2-1,5 ч при использовании моечных машин (а.с. СССР № 572461), перегрузку сырья на новую технологическую операцию (в нижеследующую секцию) всего за 30 с;

значительно совратить занимаемую производственную площадь (в кратное число раз количества секций);

сократить затраты электроэнергии на перегрузку сырья;

отработать режим ускоренного способа подготовки сырья по способу а.с.СОСР № 499722 и осуществлять способ без чрезмерных потерь сырья, связанных с несовершенством традиционного оборудования, и получить принципиально новое технологическое оборудование для внедрения ускоренных способов производства желатик

Ожидаемый экономический эффект представлен в табл. 51.

Экстракция желатина (СІ этап производства)

Переход коллагена в желатин является весьма сложным процессом и осуществляется в результате предварительной подготовки коллагенсодержащего сырья не только в период П этапа производства - подготовки сырья, но и в период последущего Ш этапа - экстракции желатина.

В настоящее время независимо от способа подготовки сырья экстракцию.желатина производят фракционным методом. Оущность метода заключается в том, что полуфабрикат вываривают от 4 до 8 раз, ме:?:яя воду перед каждой вываркой и повышая температуру с повышением порядкового номера франции. Первые варки осуществляют при температуре 55-&0^сС и последние - при 80-Ю0С. Продол жительность процесса 24-26 и более ч. В результате получают 5-7 сливов бульонов (фракций) с убывающими качественными показателями. Для пищевых целей используют желатин первых 2-3 бульонов. Из них вырабатывают и фотографический желатин. Остальные бульоны направляют на производство полиграфического и технического желатина. Жидкостной коэффициент процесса экстракции колеблется в пределах 0,8-1,2. Процесс проходит нормально, если концентрация бульона повышается со скоростью I % в час.

К недостаткам оборудования и процесса фракционной экстракции желатина можно отнести:

значительный перерасход тепловой энергии с перегревом сырья, лежащего вблизи паровой рубашки, с повышением номера фракции,уменьшением коэффициента заполнения котла;

значительное снижение качества продукции. (в начале процесса выгариваегся желатин из близлежащих к паровой рубашке слоев сырья, а затем внварі^ается желатин из частично вываренного возле рубашки'и следующих слоев, но уже при более высоких

температурах, что приводит к потере прочности студня и вязкости желатина, т.е. увеличивается доля низкомолекуляркых продуктов выплавления, и в результате кз 6-8 фракций бульонов только первые 2-3 идут на выработку пищевых сортов желатина)J

процесс неоправданно длительный - до 24-26 ч;

очень затруднена очистка и мойка котлов после выварки последних фракций желатина;

низкий коэффициент использования оборудования (начальный 0,8 и конечный 0,1-0,25);

оборудование малопроизводительное, периодически действу ющее, требует больших затрат физического труда при обслуживании

Известен и целый ряд новых способов экстракции желатина и аппаратурного .оформления процесса: во Сранции - непрерывный прогивоточный ускоренный способ экстракции в зонах с переменным давлением, в США - в зону варки для получения бесцветного жела_г тина рекомендовано подавать сернистый газ, или применяется выварка тонкоизмельченного свиного кожевенного сырья (без всякой под готовки) в паро-водяной среде. В США используются аппараты конического типа, где учитывается потеря объема сырья по мере вываривания из него желатина, а также целый ряд других способов.

К наиболее перспективным техническим решениям процесса, пс— еидимэку, следует отнести:

циркуляцию бульона в аоне варки (ОХР);

прстивогочнуы варку в "V -образном экстракторе (Зранци. протизоточную циркуляцию бульонов (США) и т.д.;

выварку желатина в зонах с переменным гидростатическим давлением (Франция);

выварку желатина з паро-водяной среде (ОДА, СССР);

- выварку кедатина из сырья в тонком слое при повышенных
температурах, перемешивании и развитой поверхности выплавления
(труды ВШИШа);

- выварку желатина в коническом аппарате (США).
Указанные технические решения процесса экстракции и его

аппаратурного оформления были взяты мною за основу при разработке аппаратурного решения процесса экстракции желатина.

Способ экстракции желатина, экстрактор и линия экстракции желатина (а.с. СССР № 368286, 332П7,

932820)

С целью интенсификации процесса экстракции желатина и повышения качества выходов его, а также с целью механизации и автоматизации процесса экстракции взамен варочных чанов мною с сотрудниками и специалистами Минского ЭКБ "Уясомолмаш" в результате большого комплекса НИОКР предложен непрерывный фракционный способ и линия непрерывного действия для экстракции желатина а закрытом потоке при противоточном движении экстрагирующей жидкости (бульонов) в тонком слое вывариваемого сырья (до 200-250 мм) с использованием паро-водяной среды, гидростатического давления и периодической лодпрессовки экстрагируемого сырья, а также естественного физического состояния экстрагируемого желатина - свойства смазочной жидкости - и постоянного уменьшения размеров сырья до полного растворения с выплавлением из него желатина.

На фото 3 и 4 представлен опытный образец непрерывно-действующего экстрактора желатина.

Результаты исследований влияния температуры и длительности термического воздействия на скорость процесса и концентрацию сливаемых бульонов, влияния жидкостного коэффициента на концент-

рацио бульона и влияния длительности использования паро-водяной сі зси на концентрацию бульона представлены на рис. 10, II й 12.

Математическая, графо-аналитическая обработка и обработка результатов на ЭВМ "Наири" позволили разработать методику расчета непрерывно-действующей линии фракционной экстракции желатина, которая была использована нага и ЭКВ "Мясомолмаш" (г. Мине: ) при конструировании и создании опытного образца линии.

Материальный баланс процесса экстракции желатина по фракциям :Может бить представлен в виде:

W- G e*,= G-ttvz « G-e>_0c = G~«„_b и т.д.

G~ и а -.масса исходного полуфабриката;

Q-tt? - масса экстрагирующей жидкости;

(?,)" - масса получаемого бульона;

G-(?o - 'касса варочного остатка. Пропускная способность линии по исходному материалу определяется по пропускной способности первого экстрактора в линии

Од > 47 . Д².Г "«^"^С"'⁷?'^ ;. (3)

где; Д - диаметр шнеха, м; о - шаг шнека, м; К, - число оборотов шкека в мин; >-" - насыпной вес транспо] тируемого материала, т/м³; С - коэффициент умеї шения сечения груза, зависящий от угла наклона шнека; Ф - коэффициент заполнения сечения жеяо' /77 - количество экстракторов под одной паровой рубашкой; к - коэффициент, учитывающий вид экстрагируемого материала. Производительность линии по готовому продукту

Ґ) '—* "~

28 Vf.^ - Z_ &( 'K7.W. \ ⁽⁴⁾

:*дє .' $/іау~ производительность линиь, кг/ч;

/? - производительность по готовому продукту і - ыа-. шины в линии, кг/ч; Z - номер фракции желатина. Скорость процесса - выплавляемость желатина

Л/ '0-Х/ -.i50Q . '₍₅₎

где ,' gj - скорость процесса, г/кг.мин;

/Ґ", - концентрация сухих веществ в бульоне, %\ J/5- - влажность исходного полуфабриката, %\ 2У- - продолжительность процесса, мин. Масса воды, необходимой для экстракции, определяется из соот-

гашения

G«e =*<&. а ; (6,

где; Sl\*_K , - жидкостной коэффициент для расчетной фракции. При обработке экспериментальных,данных было использовано

приведенное к условиям, принятым в проиэводсгвен-гах условиях, т.е. к /?Ср =» 0,6, определяемое по формуле

К =* _ ; (7)

Обработку экспериментальных данных осуществляли по методу іаименьших квадратов и на ЭВМ и в результате получили следующие зависимости.

Аппроксимирующая функция (рис. ДО) .К = / ( ^ ' ), взятая . ! виде U> { ? ) = 6U .< < ~^ Z? 4 .после логарифмиро- (8) зания и обозначения:

- G представили уравнением общего

к =Д; о^^Ви -д^

&*)=А *&<>+С+Я$& w

и определяли показатели степеней и коэффициенты уравнения, которые пхздставлены в виде следующей таблицы.

* Тахт же образом было подучено уравнение скорости процесса

(Ю)

; і.

"7^

(II)

^{(рис.ю ) со =?&) ; ^}

и при этоы показатели степеней и коэффициентуравнений представлены в нижеследующей "таблице.

*H0^AI J3_I=% I Сі U--^
0,1309 0,7037 -0,0126 0,0290

№ фракции

I -0,8831

П -1,0657 0,0860 0,9120 -0,0320 0,0737

Щ -2,6811 0,0021 1,6679 -0,0202 0,0465

Как видно из рис .11 функциональная зависимость К = /($fO имеет ярко выраженный экспоненциальный характер, поэтому она была взята г виде К = <Й^ <~ ^-С

(12) (13)

Прологарифмировав для приведения к линейной зависимости
относительно параметров ^ / л

6^ = 6*,.-_л^:

_{г- * -*А<*&}

и обозначив &К ~ ^' І ?<Я,~ А

получим

^{j?=/L/d,-^}

Показатели степеней и коэффициент уравнений для выварки I фракции желатина будут равны: к% =0,9097; ag = 8,125; С₂ п-с₂ ge = - 0,2983; С₂ = -0,6869.

На рис. 13 схематично изображены принципиальное техническое решение линии экстракции дселатина, устройство для загрузки сырья, транспортные устройства'и отдельные узлы экстрактора.

Линия экстракции работает следующим образом. Коллагенсо-держащее сырье подается гидротранспсртером по патрубку 29 на отбойник 28 для частичного отделения воды от сырья. Сырье накапливается в бункере I и дополнительно освобождается от воды, через перфорированную горловину 16.

Далее шнеком 2 сырье транспортируется вдоль оси к разгрузочной горловине 17, проходит через зону предварительного нагрева от паровой рубашки II и камеры 12 путем контакта с паром, поступающим по патрубку 13.

Далее сырье поступает в экстрактор, подхватывается шнеком 9 и двигается вдоль оси корпуса 35 противотоком экстрагирующей кидкости. Во время движения сырье разогревается за счет контакта з экстрагирующей жидкостью и паровой рубашкой 6. В качестве эк- , зтрагирующей жидкости может быть использован бульон, который юступает из далее следующих устройств.

При движении сырья через зону экстракции происходит частичке выплавление желатина, л после перегрузки сырья в следующее устройство процесс экстракции продолжается.

Экстракция желатина может проводиться в подкисленной среде, іля чего предусмотрен сборник кислоты 32 и трубопровод 33; может \ в слабопаровой среде, для чего предусмотрено приспособление 20.

Транспортировка бульона осуществляется противотоком из каж-toro последующего в предыдущее устройство самотеном за счет раз-гицы уровней или насосами 47 и 48.

Как видно из описания конструкции, без изменения условий іроцесса выварки можно получить любую производительность линии путем параллельной установки экстракторов под одной паровой рубашкой в "пакет", а для сохранения .коэффициента заполнения (скрь ем) в экстракторах,последователь"о установленных в линии", достаточно уменьшить скорость вращения шнеков или количество экстракторов в "пакете".

Исследования, проведенные мною на экспериментальной уста-новке для экстракции желатина, позволили получить следующие результаты:

предпочтительные значения режимов экстракции желатина по предлагаемому способу (температура выварки 90г9бС, продолжительность выварки желатина: I фракции - 17,5 мин, П фракции -16,3 мин, Ш фракции - 20,8 мин; жидкостной коэффициент, соответственно, 0,4-0,7; 05-0,8; оставшихся - 0,4-0,7; угол наклона І5-С оси экстракторов);

установлено, что скорость процесса увеличена болбе чем в 20 раз;

было установлено также, что продукты выплавления, полученные б процессе І-Ш фракций (основной массы желатина - около 70 %), обладают свойствами, превышающими свойства I сорта желатина (по вязкости раствора желатина, крепости студня, температуре славлення, прозрачности, содержанию золы) в практике; .

расчетный годовой экономический эффект от ислользования предложенных способа и устройства составит I кдн. 200 тыс.руб., а срок окупаемости оборудования не более I года.

В соответствии с Постановлегшем Совета Министров и ЦК КПСС № 828 от 1974 rv и приказом по Минмясомоллрому СССР и Минлегпи-щепрому № 539/240 от 1976 г. было поручено в 1977-1988 гг. Ыин-

скому ЭКБ ""ясомолмащ" разработать, а 03 ЭКБ изготовить опытный образец линии экстракции желатина производительностью 50 кг тс варно-сухого желатина в.час.

Мною с сотрудниками были подготовлены и переданы Минскому ЭКБ "Мясоыолмаш" ИТ на линию экстракции желатина марки В2-АЭК и ИТ и ТЗ ПКБ ВПО "Совэклейжелатинпром" на проектирование производственно-экспериментального участка экстракции желатина.

Технико-экономическая характеристика линии В2-АЭК и ее составного оборудования (питателя и экстрактора), а также техническая характеристика способа, принятого за основу линии, представлены в табл. 6.

Обработка бульонов и получение товарно-сухого желатина (ІУ этап производства)

Как было указано выше, за рубежом в основном используют для обработки бульонов оборудование фирм "Джонсон" и "Вайс", а также целый ряд совершенных поточных линий, а в СССР - оборудование только 2-х первых фирм, а также оборудование отечественного производства. Анализ специальной литературы и опыта эксплуатации оборудования инофирм в СССР показал, что, например, во-таторы (желатинизаторы) имеют себе подобные образцы, но в других областях техники (например, в производстве мороженого), которые вполне могут быть доработаны и использованы в новом качестве.

С этой целью мною с сотрудниками был проведен необходимый комплекс НИОКР и предложено новое техническое решение, позволяющее шире использовать отечественный опыт.

Желатинизатор (а.с. СССР № 648592)

С целью сокращения валютных затрат на закупку оборудования и запчастей к нему был разработан и предложен отечественный желатинизатор на базе фризера для мороженого (рис. 14).

Аппарат работает следующий образом. Концентрированный раствор желатина, подлежащий желатинизации', непрерывно подают под давлением через входной штуцер фланца 15 в кольцевой зазор между внутренней поверхностью цилиндра 5 и ротором 8. Жидкий аммиак, попадая в полость "а" рубашки б, проходя между стенками перегородки 7, испаряется вследствие отбора тепла от желатинового раствора, проходящего внутри цилиндра. Пары хладагента и избыток жидкости стекают через переливные окна "б" во внешнюю полость рубашки б и возвращаются в -холодильную систему.

Раствор желатина желитиниаируется на стенках.цилиндре. Затем плавающими ножами 13, укрепленными на вращающемся роторе 8, срезается и перемешивается с незастывшим.

Зо избежание прилипания продукта к ротору 8 в полость через штуцер II по трубке 9 подают горячую воду, а отработавшую отводят через штуцер 12.

Застывший продукт (желеобразный) через отверстия 17 в переднем фланце 16 продавливается в конусную трубу 25 разгрузочной горловины, где происходит выравнивание температуры продукта и окончательное струхтурообраэование геля. Для уменьшения сопротивления прохождению продукта в рубашку 26 подводят и отводят теплую воду через штуцер 27.

Далее продукт поступает в механизм резки 30, разрезается на гранулы, которые направляются на перфорированный желоб 31, а с него - на сушку.

В заз р между желобом 31 и днищем 32 нагнетают воздух, который, проходя через *слой продукта, подсушивает гранулы и npeju-храняет их от комкообразования и слипания.

На б'-зе предложенного изобретения был разработан, создан и испытан опытный образец аппарата "АЖ-500".

Техническая характеристика аппарата представлена в табл. 7. Как видно из таблицы, годовой экономический эффект составляет 12,0 тыс.руб. Акт и протокол испытаний ведомственной комиссией прилагается.

Начиная с 1976 г. и по 1988 г., 03 НПО "Комплекс" выпускал аппарат малыми сериями по заявкам предприятий.

5. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КИРА ИЗ КОСТЕЙ ЖИВОТНЫХ ПУТЕМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭФФЕКТА ВЙБРОТУРБУЛЙЗАЩИ (А.С. СССР № 726158)

При производстве клея и желатина, и,особенно, фотожелатинов особо важную роль играет степень обезжиривания костного сырья. Повышение содержания жира в костном шроте затрудняет его дальнейшую обработку, значительно снижает выход фотожелатина и качество готового продукта.

В промышленности используются следующие методы обезжиривания: экстракционный (с помощью органических растворителей), водный (с помощью воды). Известны и другие методы обезжиривания. При этоы остаточное содержание хира в шроте после обезжиривания, %: бензином - 0,6-1,5; дихлорэтаном - Т-2. При водном обезжиривании экстрагируется всего 50-60 % жира от содержащегося в исходном материале. Кроме этого все указанные способы отличаются большой продолжительностью процесса.

Вышеописанные способы обезжиривания костного сырья используются и за рубежом.

С целью более глубокого обезжиривания и получения сырья для производства желатина для медицинских целей, фотографического и специаль'тых целей, а также с целью сокращения длительности процесса мною был предложен способ обезжиривания, основанный на использовании эффекта вибротурбулизации, открытого советским ученым Татевосяном Р.А.

Эффект вибротурбулизации проявляется в процессе жидкост
ной обработки сырья низкочастотными колебаниями в жидкой гер
метизированной среде и сопровождается "взрывом" или мгновенным
переходом жидкости и газа в гомогенное состояние, в результате
чего образуется гидрозоль, и в зоне обработки повышается давле
ние. ' . . '

Способ заключается в следующем. Костное сырье после измельчения помещается в герметично закрывающийся сосуд и подвергается вертикально направленной вибрационной обработке при частоте колебаний 10-80 Гц, вибрационном ускорении 10-25 м/с, амплитуде колебаний 1,5-5,0 мм, а процесс ведут в течение 20-75 мин.

В результате аналитических и экспериментальных исследований способа на стендах, укомплектованных вибрационными установками ЭЭДС-200 А и ЭЭДС-400 А, получены следующие результаты: ^;

в случае, когда кости предварительно измельчали на дробилке (как принято в практике), остаточное содержание жира в шроте после 45-60 мин обработки составило 1,25-1,75 % (в пересчете на сухое вещество против 3 % в производстве фотожелатина) независимо от температуры экстрагирующей жидкости;

одновременно с обезжириванием был получен и неожиданный результат: шрот хорошо очищается от прирезей мяса, крови; шрот полируется;

установлено, что степень очисткі. кости от прирезей мяса выше для костей лежалой и некалиброванной (сырье келатиновнх заводов) или предварительно обработанной острым паром свежей кости (с мясокомбината);

установлено, что сокращается и концентрация сухих веществ в бульонах до 0,25-0,50 % претив получаемых на практике 2-3 % сухих веществ с первым бульоном;

установлено, что для сырья желатиновых заводов остаточное содержание жира, равное 3 $,достигается спустя 17,5 мин, а для производства спецжелатинов и необходимости более глубокой степени'очистки шрота (остаточное содержание жира 1-1,5 %) необходима обработка сырья в течение 30-60 мин против принятой

в практике 10-15 ч, когда применяегся в качестве растворителя бензин, т.е. длительность процесса сокращается более, чем в 14 раз. В то же время в производстве желатина, когда используется в качестве растворителя вода (производство пищевого желатина и фотожелатина), процесс может быть сокращен с 15-20 ч до . 17,5-20 мин, т.е. более, чем в 30 раз, а остаточное содержание ' жира будет равным 3 % и менее;

- установлено, что содержание жира_ в шроте порядка 1-1,5 %
можно достигнуть, исключив взрыво- и пожароопасные растворители
(бензин), и тем самым в большей степени обезопасить производ
ство желатина.

Полученные результаты НИ0КР позволили представить следующую принципиально новую схему производства костного шрота (см. рис. 15).

Из рис. 15 видно, что з принципе все операции до получе-, ния костного шрота обезжиренного и высушенного рентабельнее осуществить на мясокомбинатах, что позволит получить экономический эффект (от получения дополнительной массы белков животного яро-

изводства: зельцев, студней, ливерных колбас и другой продукции и жиров для пищевых или технических целей и т.д., т.е. осуществить глубокую переработку мясокостного сырья у поставщиков костного сырья для клеежелатиновой промышленности).

Следует отметить, что, крс:е вибрационного экстрактора жира, все оборудование имеется и выпускается серийно. Требуется лишь разработка и создание специальных экстракторов. Опыт в создании вибрационных машин также имеется, достаточно увеличить —ишь их мощность (Таганрогский завод "Виброприбор").

Необходимо добавить, что обезжиренный и откалиброванный костный шрот на международном рынке имеет большой спрос. Закупается в Индии, СССР и в других странах США, Канадой, Францией, Англией и другими странами.

б. ТЕХНОЛОгаЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА 8РУКТ0В0ГС ДЕЛЕ (А.С. СССР № 581924)

Используя зарубежный опыт, в частности, стран Бенилюкса, Авясовыы И.М., Силаевой Л.Н., Радкевичем Д.П. и другими, включая и автора настоящего доклада, был проведен комплекс НИОКР и предложен новый способ производства желе и комплекс оборудования для его осуществления.

На базе предложенного способа с участием специалистов про
мышленности были разработаны технологическая схема, эскизный
проект технологической части проекта цеха, подобрано и испытано
технологическое оборудование и создан цех производства десерт
ного яблочного желе "Экстра" на Минераловодочном желатиновом
заводе.' -

Принципиальные технологические схемы нового способа и линии представлены на рис. 1б.

Экономический эффект составил 254 руб. на І т желе, а тоновой - 12200 руб. , ¹

В планах освоения новой техники ВПО "Соозклейжелатинпром" на "1979 г. и последующие годы было запланировано внедрение производства желе и на других предприятиях отрасли, и с этой целью в НПО "Комплекс" был разработан, согласован и утвержден полный комплект нормативно-технической документации ТУ, ТИ, цена на продукт и технологический регламент производства желе виноградного ,айвового и абрикосового.

7, НОВАЯ ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕЛКШТУЧНЫХ БЫСТРОЗАМОРОЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ТИПА "ПЕЛЬМЕНИ, ВАРЕНИКИ, ПИРОГИ" ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ МАЛОЙ И СРЕДНЕЙ МОЩНОСТЕЙ (А.С. СССР И№ 1062482, I4002I4, 1525970, Г609262, II94356, 1578865)

Интерес промышленности и скороморозильной (охлаждающей) гехнике в последнее время значительно вырос из-за того, что она юэволяет сократить потери пищевого сырья, начиная от его заготовки до хранения и реализации готовой продукции. Интенсивное їамораживание пищевого сырья и полуфабрикатов позволяет также гучше сохранить первоначальные свойства этого сырья.

Главными критериями выбора конструкции скороморозильного шпарата, предъявляемыми предприятиями-потребителями, являются:

производительность аппарата;

занимаемая площадь;

надежность;

потребность в квалифицированном обслуживающем персонале прост ли в обслуживании);

ожидаемые эксплуатационные затраты (расход электроэнер-_ии, воды, пара, холода и" т.д.);

цена изделия.

При этом учитывается сложность монтажа, пуска и наладки,' сроки вывода этой техники на паспортные характеристики - сроки освоения.

Выбор той или иной конструкции зависит также и от мощності предприятия.

Основная масса предприятий перерабатывающей промьшшенності страны -это гфедприятия малой и средней мощностей, для которых практически вообще не разрабатывалась необходимая техника для замораживания пищевых .продуктов, и вся вырабатываемая этими -предприятиями продукция замораживалась, в основном,в морозильных камерах или аппаратах типа-СА (те же камеры, но меньших размеров), оснащенных воздухоохладителями.

Пельмении вареники являются национальными продуктами, пользующимися большим спросом у населения, благодаря выоокой вкусовой и питательной ценности и простоте тепловой кулинарной обработки. Зти изделия занимают основной объем выпуска быстрозамороженной продукции. Предусматривается увеличение их производства к 2000 году, а если учитывать повсеместное развитие сети предприятий, кооперативов, а также предприятий торговли и потребкооперации по производству пищевых продуктов, включая вышеназванные, можно представить себе возможного потребителя малогабаритной скороморозильной техники. Даже в Москве, при наличии крупных промышленных предприятий по производству этой продукции, продукт относится к дефицитным.

Основными технологическими операциями производства пельменей и подобных продуктов на предприятиях малой и средней мощ-

ностей явлклтся форыование изделий, замораживание их и галтовка. В основном эти операции определяют продукт, его качество и потери сырья в производстве. В основном,эти же операции определяют и дояп ручлого труда в производстве продукции.

К недостаткам этой технологии молно отнести:

значительные потери сырья при формовании, замораживании и галтовке (по данным ВШКИМПа только на усушку продуктов при замораживании камерным способом теряется до 10-12 % от массы продукта);

большие затраты физического труда;

процесс непригляден - не выполняются требования санитарии;

высокая себестоимость продукции и, как следствие, низкая рентабельность производства (рентабельность колеблется в пределах 2-12 ft и т.д. <

Анализ состояния производства пельменей и вареников на предприятиях малой и средней мощностей - принятой технологии, наличия комплекта технических средств и организации производства - показал, что именно вышеуказанные операции и аппаратурное их оформление связывают развитие производства пельменей и вареников, и именно они сдерживают привлечение к производству этой продукции предприятий малой и средней мощностей.

Новый способ холодильной обработки изделий-из теста с начинками (а.с. СССР № 1525970)

Все операции и технологические приемы, связанные с холодильной обработкой пельменей, начинаются с процесса подмораживания их и заканчиваются в камере хранения готовой продукции.

Учитывая, что продукт в камерах хранения находится в замороженном состоянии, но и в упакованном виде, и, следовательно, процесс хранения не сопровождается значительными потерями массы, с точки зрения экономики интерес представляют лишь операции, связанные с подмораживанием, окончательным замораживанием и галтовкой изделий, которые сопровождаются значительными и неоправданными потерями сырья и продукта. Следует обратить внимание, что на экономику и, в частности, на рентабельность в производстве пищевой продукции оказывает наибольшее влияние статья калькуляции "расходы на сырье" - получаемые выхода продукции и возможные потери в производстве. Потери же, в свою очередь, являются следствием длительности процесса замораживания и галтовки, и их условий проведения, т.е. следствием принятой технологии, режимов процесса и ряда других условий, включая принятую организацию производства (одно- или двухсменная работа и т.д.).

С целью сокращения длительности процессов замораживания и галтовки изделий, сокращения потерь пищевого сырья в процессе его переработки на. базе основных .положений концепции создания малогабаритной техники для замораживания пельменей и вареников и результатов комплекса НИОНР иною с соавторами был предложен новый способ холодильной обработки указанных продуктов, который включает следующие технологические операции и приемы:

1. Совмещение операций замораживания и галтовки ,

2. Последовательность операций ,* подмораживание, галтовка, домораживание..

3. Подмораживание с опережающим промораживанием куполообразной оболочки на изделии до создания прочного (твердого) "каркаса",

4. Подмораживание изделия на верхней ветви транспортера воздухом от воздухоохладителя, а на нижней - воздухом, отработавшим свой ресурс .

5. Подача изделия на галіовку с промороженной куполообразной оболочкой, нвпромороженными начинкой и низом изделия.

6. Этап галтовки, а именно, разделение изделий друг от друга по сзязяы, образованным нитями сухожилий, расположенными в местах защипа, осуществлять до промораживания начинки и низа изделий.

7. Галтовку изделий - разделение по нитям сухожилий и зачистку мест защипа - осуществлять одновременно с домораживани-ем.

8„ Режима процесса:

I - длительность каждой технологической операции;

П - температура воздуха обдуваемого изделия;

И - скорости потоков воздуха на всех этапах замораживания изделий.

С цель» проверки предложенного способа был создан экспериментальный образец аппарата для замораживания пельменей и вареников (I поколение аппаратов типа ОАО) и проведен необходимый комплекс исследований, включая и математическое моделирование процесса. Учитывая, что первая стадия способа (подмораживание на ленте) заканчивается к 4,5 мин, интерес предстаг- ляет процесс замораживания изделий в сетчатом барабане.

В овязи с этим математическое моделирование показано на примере расчета именно этой стадии, процесса.

Процесс замораживания пельменей в аппарате- представлен на рис. 17, где подмораживание изделий начинается с ( . ) б и заканчивается в ( . ) 10 - I ступень аппарата, а процесс в сетчатом барабане начинается с ( . ) 10 и заканчивается в ( . ) 15 - П ступень аппарата.

Процесс замораживания в барабане с продольным движением пересыпающегося слоя пельменей и поперечным движением холодного

воздуха через наружную поверхность барабана является нестационарным трехмерным процессом переноса тепла в изделии посредством теплопроводности с. фазовым переходом в пельмене и граничными условиями теплообмена третьего рода на поверхности тестовой оболочки изделия. Само замораживаемое изделие является сложным составным телом, состоящим из внешней тестовой оболочки и внутреннего ядра - фарша.

В каждой рассматриваемой части - в тестовой оболочке и в начинке - процесс переноса тепла может быть описан дифференциальным квазилинейным уравнением теплопроводности в частных

^{% ь С*,», *, $ f+&fis,*. Щ;}

(14)

где : /о - плотность материала;
С. - удельная теплоемкость;
- температура, функция координат и времени; ,
~ время; х , У jT - пространственные координати!
У) - коэффициент теплопроводности, зависящий от коорди
нат и температуры.
Это уравнение должно быть решено для начальних t (0) *
~ (*,/,&) при f * 0 (15)

и граничных условий

где; Г~ - внешняя граница рассматриваемой системы;

с^ - градиент температуры в теле по нормали к поверхност» _<>< /J-) - лекальный коэффициент теплоотдачи на поверхности тела; / - температура охлаждающего воздуха.

Аналитического, решения подобной системы не существует кроме приближенного.полуэмпирического.аналитического решения (А.В.Лыков "Теория теплопроводности", "Высшая школа" М., 1967, с. 599), я- іяющегося , частным решением. С. другой стороны, также проблематично использование имеющихся решений задачи с фазовым переходом типа Стефана (А.М.Бражников "Теория термической обработки мясопродуктов", Агропромиздаг, М., 1987 г., с. 271), т.к. рекомендации разработаны практически для одномерных. . однородных сред с^-ограничениями на теплофизические свойства и граничные условия.

Нами же был использован метод конечных элементов, т.к. в сущности более приспособлен к разнородным системам со сложной геометрической формой, что и определило применение метода конечных элементов в нашей работе. Метод позволяет решить задачу в трехмерном пространстве с заданными начальными и конечными условиями.

Процесс теплопроводности в каждой из областей (тесто, фарт) описывается следующими дифференциальными уравнениями:

-g- Т>_г/гУ) f r .

^*

пря граничных условиях на наружной поверхности тестовой оболочки,, омываемой потоком воздуха:

И начальных условиях: =и /2 ,, >- Л

при fy = o.S 'J > ; <*—

Метод конечных элементов предполагает разбиение тела на отдельные конечные элементы, вид которых весьма разнообразен и зависит от решаемой задачи и геометрических контуров тела. Нами была взята форма тетраэдров, в пределах которых искомое решение аппроксимируется полиномами, (рис.18)

В данном исследовании использованы тетраэдры с линейно!) аппроксимацией температуры внутри элемента. Процесс разбиения области равной 1/8 части сферы на конечные элементы был автоматизирован и проводился с помощью ЭВМ.

В соответствии с конечно-элементной формулировкой задачи Неизвестные значения температуры в пределах конечного элементе в момент времени о представляются в виде (

t^-IL/V. 7} ft)) Щ

где; /^ -число уэлов в конечном элементе; АҐ- - функции формы конечного элемента; 7) - неизвестные значения температуры в узлах элемента.' Используя весовые .функции ГЬ-яеркина и теорему Грина_; уравнения 17 с учетом 18 и 19 записывали в виде:

(22) (23)

где \ Т » ——— и элементы матриц (Г. Корн, Т.Корн "Спра-вочник по математике", "Наука", М., 1974 г., о. 831.

получают санированием по всем элементам ^ = I..... /*? . Знаки V и /" ^« обозначают соответственно интегрирование по объему конечного елемента и по его границе, если последняя омывается ээдухоы. Эта формулировка метода конечных элементов широко освещена в литературе, поэтому приведена кратко.

Полученное дифференциальное уравнение решается с помощью устойчивой трехуровневой схемы (Г.Корн, Г.Корн, 1974 г.). Интегрирование по этой схеме приводит к формуле

_{-А-7&? ^-^-/^7^7- ^^/W} ⁽²⁴⁾

Здесь используются центральные значения матриц /К_/, [0j_% 7 ^К
поэтому можно вести расчет во временен используя вреыенной шаг
д с. *> 5 с. _с

Эффект проявления скрытой теплоты фазового перехода в дан-ной решении имитируется высоким уровнем теплоемкости @ на интервале температур фазового перехода. Чтобы при интегрировании по времени не "проскочить" интервал температуры интенсивного вымораживания влаги, вводили вспомогательную функцию (энтальпию)

где .' H„ = [ С S>cft вычисляется по теплоемкости и плотности

^c У,, J замораживаемого продукта с учетом теплоемкости сухих веществ, .

незамерзшей воды и образовавшегося льда для фарша и геста; Z -

скрытая теплота льдообразования воды; W₀ - относительное вла-

госрдержание фарша и тестовой оболочки; /> - плотность фарша и тестовой оболочки; t^ ' - криоскопическая. температура фарй» и теста; л с- - интервал, в котором сглаживается пиковое выделение теплоты льдообразования воды,,принят равным 4С.

В соответствии с введенной энтальпией объемная теплоемкость С * (формула 22) определялась для точек интегрирования so объему конечного элемента через изменение энтальпии на каждом временном шаге, т.е. через каждые 5 с.

Исходные данные по теплофизическим и физическим характеристикам и граничным условиям были приняты, исходя из рекомендаций А.Гинэбурга^ М.Громова и Г.Красовской ("Теплофизичесние характеристики пищевых продуктов", "Пищевая промышленность, М., 1980 г.., с. 288), и представлены в следующих таблицах.

Для физических характеристик использованы следующие значения: w_Q - относительное влагосодержание фарша и тестовой оболочки - 0,620 и 0,415 соответственно*, ^Р - плотность фарша и теста - 990 кг/м^ь, 1200 кг/м³; ,, - криоскопическая темпе-

ратура фарс;а и теста принята равной (-) 4С.

Коэффициент теллоотдачи от пельменя в пересыпающемся слоз
к холодному воздуху ^определяли по капиллярной модели течения
по рекомен-ации Г.Шлихтинга ("Теория пограничного слоя", "Нау
ка", М., 1969 г., с. 742), в которой определяющей величиной
является пористость слоя "Е". Тогда для слоя пельменей, имеющих
форму 1/4 части сферы с радиусом X⁷ _t геометрические парамет
ры были приняты.'объем пельменя V = 1/3 JfR³; удельная поверх-
ность а, => -ч_ = —~г— ; эквивалентный гидравлический диа-
метр с^ = 4Е/ Си. (I-f ); скорость газа в слое II = .

Коэффициент теплоотдачи определяли из критериального урав
нения ^^ ^

А/. = 0,395 л:_{с э} ' / ; (26)

где ,' /(^, = О с/'/у - число Рейнольдса;

/ - число Прандтля для воздуха;

I/ - скорость воздуха перед слоем; »' - кинематическая вязкость воздуха; \ - теплопроводность воздуха;

о? - коэффициент теплоотдачи от пельменя в слое к воздуху.. Принимая радцус сферы = 20 мм и пористость пересыпающегося слоя =0,45 (А.Гинзбург, М.Громов, Г.Красовская) и используя приведенные соотношения геометрических параметров для минимальных температуры холодного воздуха (-) 35С и скорости воздуха перед слоем 4 м/с, получим коэффициент теплоотдачи оС а . - 40 Вт/См². К). Это значение использовано для определения температурных полей в замораживаемом пельмене по форме, .составляющим 1/4 часть сферы с наружным радиусом /Р » 20 мм и толщиной тестовой оболочки 3 мм.

Результаты расчета трехмерного нестационарного температур
ного поля в пельмене на персональной ЭРМ типа /ВМ PC АТ/386
с дисплеем при выбранном временном шаге -^ ^ 5 с. представ
лены в виде изолиний, образующих температурные поля (рис. 19,
20, 21, 22, 23) і проведенных через 1С на боковых поверхностях
и /)* > Х(0^ ^{и в} поперечном сечении пельменя в плоскости Ли<
V Из рисунков видно, что через 900 с или 15 мин среднеобъем-

ная температура достигает (-) 18С и при этом самая высокая температура имеет значение (-) 12,9С, а самая низкая (-)-26,7С,

По результатам расчета была получена также термоґрамма замораживания изделия - зависимость максимальной (внутри изделия) Z-niat» » среднеобьемной z^ и минимальной ^^'//7 ^^на поверхности) температуры от времени С , характер которой соответствовал термограммам, получаемым экспериментальным путем при замораживании пищевых продуктов: с характерным замедлением падения максимальной температуры внутри пельменя в области температур активного вымораживания влаги (рис. 24).

Используя математические методы анализа, определилг и усушку изделий, которая практически происходит только во время процесса галтовки и домораживания изделий в сетчатом барабане.-и - составила 0,6 % при поверхности пельменя, принятой S -о 2*/ПС_в ^а 2268 мм² или при массе изделий равной 12 г она . равна 0,072 г.

Способ формования тесто-фаршевых изделий (а.с. СССР № I09725I, I2I4047) .

К недостаткам традиционного способа формования изделий типа "пельмени" можно отнести: одновременный сход с формующих

насадок тесовой оболочки и начинки, что приводит к необходимости частой настройки и перестройки подачи фарша и начинки, в противном случае не .соблюдается соотношение геста к фаршу в соответствии с требованиями ТУ на производство изделий. А это было связано, прежде всего, с принятой конструкцией насадок формующих головок автоматов. Принятое усложнение конструкции приводило лишь к потере выхода качественной и отвечающей ТУ продукции.

На основании результатов НИОКР и с целью ликвидации вышеуказанных недостатков, а также с целью расширения области использования пельменных автоматов (например, для использования их в производстве пирогов, вареников и т.д.) был предложен новый способ формования изделий.

Поставленная цель была достигнута путем поэтапного формования теста и начинки (см. рис. 25, ' ). Было предложено вначале формовать тестовую оболочку, а после снятия в неп внутренних напряжений подавать в нее начинку. Таким образом было снято взаимное влияние оболочки и начинки друг на друга и достигнуто более стабильное, однажды настроенное, истечение тесто-фарше-вых жгутов. При этом отказались от плоских, трудно изготавливаемых насадок, а предложили использовать более простое решение -трубка (фаршевая) в кольце тестовой оболочки, установленные соосно друг другу.

Способ в дальнейшем был использован при модернизации пельменных автоматов и при создании агрегатов для формования, замораживания и галтовки изделий.

В настоящее время предложенный способ формования используется на Шатурском и Дмитровское мясокомбинатах (фото 5-8) в производстве быстрозамороженных пирогов, на заводе "Хладопродукт"

(г. Москва) в производстве пельменей, а также все большее распространение находит при модернизации пельменных автоматов и на других предприятиях.

Документация о промышленной проверке и внедрении способа по форме "Р2" прилагается.

Технология формования, подмораживания, галтовки и окончательного замораживания изделий

Технологическая схема формования, подмораживания, галтовки и окончательного замораживания изделий из теста с начинками представлена на рис. 17. Схема включает следующие технологические операции и технологические приемы (пронумерованные точками, по порядку обозначены-все операции и приемы). Формование тесто-фаршевых жгутов (. .) I и 2, подсушка жгутов воздухом (. .) 2 и 3, накатка изделий штампующим барабаном С* .) 5 и 6, подмораживание изделий на транспортере (. .) 6 и 7 и (. .) 8 и 9, съем изделий с ленты транспортера ( . ) 10, галтовка по нитям сухожилий и домораживание (. .) II и 12, окончательные галтовка и домораживание (. .) 12, 13, 14, 15.

Результаты экспериментальных исследований влияния температуры и скоростей движения воздуха на физическое состояние, изделий представлены на рис. 26 - ' '*.

. На рис. 26 показано состояние промораживаемого слоя (изменения толщины слоя изделий и температуры в них от времени и от места нахождения изделия в экспериментальном агрегате), а также' - показано состояние промораживаемого слоя изделий перед галтовкой в сравнении с состоянием при традиционном камерном замораживании и принятом в линиях для крупных промышленных предприятий (ФПК, ВДЛ и др.), а также в сравнении с состоя-

шем изделий при замораживании в аппаратах А.Свиридова.

Из рис. 27 видно (состояние изделий при замораживании их традиционным камерным способом, на линиях ШЛ и ФПК и і аппаратах Свиридова)«что практически все нитевидные сухожи-іия мясного фарша замурованы в толще промороженного слоя,а это шзывает увеличение длительности процесса галтовки. Длитель-юсть процесса при этом равна для различных аппаратов от 10 до Ю мин и более. Предлагаемый же способ, обеспечивающий нахок-іение нитевидных.сухожилий в непромороженном слое фарша,позво-іяет галтовку - разделение по нитевидным сухожилиям-осущест-шть за 4 + 4,5 мин.

В процессе экспериментальных и аналитических исследова-іий новой технологии по предложенному способу, а также испыта-мй промышленных образцов техники установлены предпочтительные южимы процессов замораживания и галтовки: длительность процес->а замораживания (пельменей и вареников) - 18 * 20 мин, против ,0-45 мин (без учета галтовки) на промышленных линиях ФПК и ПЛ и др .; длительность подмораживания - 4,2 + 4,5 мин; дли-ельность галтовки и окончательного замораживания 13,8 * 15,5 іин; предпочтительная температура воздуха в аппарате 28 ч^; 33С ротив 35 + 37С в аппаратах линий ШК и ШЛ; скорость движения оздуха над и под лентой подмораживающего транспортера 13 + 18 ц/с, барабане 2,5 * 6 м/с| температура в центре изделий перед головкой б + 8С, после выхода изделий из аппарата (-) 10 + 12С, пустя 2 + 3 мин (-) 12 + 14С.

Эффект сброса пельменей (вареников) при съеме изделий с ленты (эффект "конверт-марка")

При экспериментальных исследованиях был обнаружен весьма эффективный способ съема изделий с ленты подмораживающего тран спортера. В практике промышленного производства для этого используется способ "скалывания" изделий или "срезания" ножом в аппаратах первого поколения типа ОАС. Оба способа осуществ-влялись - один с большей, другой с меньшей, но с затратой для этих целей мощности привода подмораживающего транспортера, во-первых, а во-вторых, незначительное отклонение оси ножа от перпендикуляра к ленте приводило к появлению поперечных усилий, смещающих ленту в ту или иную сторону, а это быстрый износ центрирующего текстропа и наклеп боковых сторон ленты, и ее выход из строя.

Нами было обнаружено явление, которое исключило необходимость затрат энергии на съем изделий с ленты и соответственн позволило повысить устойчивость работы транспортера и его надежность.

На рис. 28 изображена схема использования этого явления, впоследствии названного эффектом "конверт-марка". Для его реализации, как оказалось, достаточно изменить направление движения ленты от горизонтального на угол **>С ", а нож сдвинуть от оси опорного ролика на величину б * й. + л , где "а" - ширина изделия, ал- припуск на свободный сход изделий, равный 3-5 мм.'

Эффект был рекомендован для использования в аппаратах , типа ОАС второго поколения.

Основные положения концепции создания малогабаритной техники для холодильной обработки продуктов и, в частности, скороморозильных аппаратов для замораживания пельменей и вареников

Основная характеристика предприятий малой и средней мощностей - это ограниченные возможности: отсутствие излишней производственной площади, высококвалифицированного обслуживающего іерсонала, отсутствие материальных средств. В связи с этим и требования к новой технике этих предприятий-потребителей значительно повышаются. В связи с этим любое оборудование, а малогабаритное тем более, должно отвечать следующим основным требованиям:

занимать минимально возможную площадь;

потреблять минимально возможную электрическую мощность;

не должно вызывать чрезмерных.потерь сырья, продукции а материалов;

не должно приводить к неоправданным потерям качества продукта;

работа ее должна обеспечиваться минимальными затратами рабочей силы;

иметь невысокую цену.

При этом эта техника должна обеспечивать максимальную производительность.

В связи с вышесказанным была предложена схема компоновки галогабаритной техники и схема разводки охлажденного воздуха, представленная на рис. 29, 30.

Из схемы (рис. 29) видно, что все батареи воздухоохлади-релей объединяются в один блок, обеспечивающий необходимую поверхность охлаждения и оснащенный необходимым количеством вен-

тиляторов; общий воздухоохладитель размещается в центре аппарата, а все транспортные (рабочие) органы аппарата размещаются вокруг общего воздухоохладителя в горизонтальной или в вертикалі ной плоскости.

При этом схема разводки воздуха может быть представлена, как показано на рис. 30.

В принципе описанная схема компоновки скороморозильного

' аппарата обеспечивает возможность максимально удлинить путь движения продукта в аппарате и рационально (компактно) расположить -основные органы аппарата, а это в свое очередь позволяет уменьшить габариты аппарата и охлаждаемую емкость изолированного контура. Организация общего блока батареи воздухоохладителя позволяет снизить' общую емкость хладагента, снизить металлоемкость, а также ликвидировать массу различных, металлоконструкций, которые используются при раздельной работе батарей (подставки, рамы, консоли и т.д.), т.е. в нашем случае будет использоваться*несущая способность непосредственно батарей нижнего и последующих рядов.

В общем случае, кроме вышесказанного, следует стремиться к использованию максимально низких температур охлажденного воздуха и максимально возможных, но допустимых скоростей потоков воздуха, обдувающего продукт. При этом не следует забывать, что

. в случае замораживания неупакованного продукта по достижении в поверхностном слое продукта криоскопической точки замораживания начинается процесс усушки, и поэтому следует рекомендовать для обдува умеренные скорости потоков воздуха с максимально возможной влажностью, например, воздуха непосредственно из объема изолированной камеры аппарата.

Можно рекомендовать также при разработке малогабаритных скороморозильных аппаратов учитывать возможность объединения

процесса зь-юраживания с другими технологическими операциями, что позволит значительно улучшить экономику процесса. В этом случае материальные '"затраты на создание техники можно отнести одновремек о на две технологические операции, а следовательно значительно снизить затраты на аппаратурное оформление процесса.

Все вышесказанное можно учитывать при разработке и. создании любой малогабаритной скороморозильной техники, а для создания этой техники для замораживания изделия типа "пельмени" следует учитывать и опыт создания ее для предприятий средней и большой мощности, а также особенности процесса и непосредственно продукта.

Во-первых, і.^оцесс должен осуществляться в две стадии: подмораживание„и окончательное замораживание, а аппарат должен иметь две ступени для этих целей - опыт промышленности.

Наиболее предпочтительным для первой е-упени является ленточный транспортер с металлической нагартованной лентой - разработки Ленинградского холодильного института (ЛТИХП), Минского ЭНБ "Мясомолмаш" и др. аппараты типа В2-ФМА, ВА-АІШ и т.д.

Целесообразным является и опыт использования верхней и нижней ветвей транспортера для замораживания продукта.

Положительным является и заключение каждой ветви подмораживающего транспортера в индивидуальный короб - воздуховод для обдува продукта с лентой сверху и снизу ее (ЛТИХП и НПО "Аїро-холодпром").

Во-вторых, мною было предложено окончательное замораживание с одновременной галтовкой проводить в одном аппарате, а для этих целей использовать устройство типа галтовочный барабан.

Галтовку пельменей, а именно, разрушение свяэей между изделиями, образованных нитями сухожилий, осуществлять до полного

промораживания и в период, когда тестовая оболочка приобрела достаточную прочность, а сердцевина изделия еще мягк л.

Было предложено таїасе использовать повышение скорости'
движения воздуха при обдуве продукта ;до 10-20 м/с на I ступе
ни аппарата с целью опережающего подмораживания куполообразной
оболочки изделия и недомораживания низа і: центра изделий. Пер
вое позволит уменьшить длительность процесса подмораживания,
сохранить геометрию изделий после съема с ленты транспортера,
а второе - снизить затраты мощности на съем изделий с ленты и
быстрое разрушение связей по нитям сухожилий между изделиями
при галтовке, . -.

В дальнейшем все основные положения концепции (см. табл.8 а,б создания малогабаритных скороморозильных аппаратов нашли отражение при разработке и создании нового оборудования для производства пельменей, вареников для предприятий малой и средней мощности перерабатывающих отраслей промышленности.

Скороморозильные аппараты для замораживания пельменей,' вареников и других мелкоштучных изделий и агрегаты на их базе (а.с. СССР W 1062482, І4002І4, 1609262)

Для. осуществления процесса замораживания и галтовки пельменей, вареников и других мелкоштучных изделий мною с сотрудниками был разработан и предложен параметрический ряд скороморозильной техники для предприятий малой и средней мощности и аппараты производительностью: 100-150 кг/ч (проект) марки ЯІ0-ОАС-0І; 250-300 ккал/ч марки ЯІ0-ОАС-М (выпускается серийно) и 400-600 кг/ч марки ЯІО-0АС-05 (выпускается серийно). Последние - двух модификаций: ЯІ0-0АС-05-0І для замораживания изделиґ. на ленте шириной 250 мы и ЯІ0-0АС-05-02 для заморажива-

иия изделий на ленте шириной 500 мм (под 3-х - и 6-ти ручьевые формующие автоматы типа СУБ-3 и СУБ-6); 750 нг/ч марки ЯІО-ОАС-7,5 и ЯІО-ОАС-ІО произвоідительностью 1000-1500 кг/ч (опытные образцы).

Структурная схема аппаратов типа ЯІО-OAC представлена на рис. 31 и 32 .

На базе скороморозильных аппаратов и формующих автоматов созданы и эксплуатируются агрегаты для формования тесто-фарше-вых жгутов, их подсушки, накатки штампующими барабанами изделий, подмораживания,, галтовки.и окончательного замораживания пельменей и вареников (фото 9, 10).

Принцип действия скороморозильных аппаратов и агрегатов на их базе следующий. На ленту приемного транспортера I пельменным автоматом 27 формуются тесто-фаршевне жгуты. Затем жгуты попадают в зону обдува воздухом для их подсушки. Из жгутов накатываются барабаном б изделия, которые поступают в скороморозильный аппарат на замораживание; проходят зону подмораживания в воздуховоде 9 транспортера I. Здесь они обдуваются воздухом, поступающим из батареи 13 через воздуховод 12 и вентилятор II в воздуховод 9, который обеспечивает обдув пельменей на ленте и ленты снизу. Далее изделия поступают в воздуховод 10, и процесс повторяется, но воздух, подаваемый в воздуховод вентилятором 14, поступает непосредственно из контура аппарата 24.!

Затем изделия срезаются ножом 3 и попадают в галтовочный барабан 2, установленный на роликах рамы 15. Оьем пельменей осуществляется или ножом 3, или путем самопроизвольного схода при использовании эффекта "конв'jrc-марка".

Условия подмораживания (режимы) обеспечивают сход и попадание изделий в барабан 2 в состоянии, когда куполообразная

оболочка изделия подморожена и на изделии образован прочный слой, а низ изделия и Начинка мягкие. Это позволяет ускорить

процесс галтовки, а именно, разделения изделий по связям, образованным по нитям сухожилий, а, также и весь процесс галтовки изделий в целом. '

Сетчатый галтовочный и замораживающий барабан предназначен для транспортировки продукта, , . осуществления галтовкиі ' " перемешивания; окончательного замораживания и зачистки мест защипа изделий при активном перемешивании.

Техническая характеристика аппаратов типа ЯІО-QAC представлена в табл. 9.

Мною были предложены практически все принципиальные технические решения как аппаратов в целом, так и их основных узлов

Работы были выполнены в соответствии с планами НИОКР
ВШКТИхолодпрома, начиная с 1980 г., в рамках конкурсной прог
раммы ГКНГ и ВАСХШЛ. . , .

На фотографиях II, 12, 13 представлены:

опытный образец СА марки ЯІО-0АС (Пятигорский гормол-комбинат);

опытный образец СА марки ЯІ0-0АС-5 (Дмитровский перерабатывающий завод, Воскресенский мясокомбинат);

макет цеха производства пельменей и вареников (Шатурский мясокомбинат).

В настоящее время аппараты внедрены:

- ЯІ0-0АС - на Шатурском мясокомбинате, Ижевском мясоком
бинате (2 аппарата), Мончегорском колбасном заводе, Северомор
ском мясокомбинате, Петропавловск-Камчатском предприятии Пин-
торга СССР (3 аппарата), Ровенском мясокомбинате, Слуцком мя
сокомбинате, Белгородском мясокомбинате (2 аппарата), Черномор-

ском мясокомбинате, Запорожском мясокомбинате, Калачевском мясокомбинате, Глазовском мясокомбинате и др. - всего более 70 аппаратов в системе ^мясной, молочной, рыбной и пищевой промышленности, * также на предприятиях торговли, потребкооперации и на перерабатывающих предприятиях других министерств и ведомств;

- ЯІ0-ОАС-5 - на Дмитровском мясокомбинате (2 аппарата), Воскресенском мясокомбинате, Глазовском мясокомбинате и других предприятиях - всего более 10 аппаратов.

ПО "Удцуртремагропром" продолжает серийное производство аппаратов ЯІО-ОАС и наращивает объемы производства ЯІ0-0АС-5-0І и ЯІ0-ОАС-5-О2, а также осваивает аппараты марок Я10-0АС-7,5 и ЯІ0-0АС-І0.

Начато освоение аппаратов типа ЯІ0-0АС и предприятиями оборонной промышленности производительностью 250 и 500 кг/ч.

На рис. 33 представлены результаты технико-экономической оценки аппаратов типа ОАС в сравнении с известными техническими решениями.

На базе аппаратов ОАС создан и проходит промышленную проверку аппарат для замораживания плодово-овощной продукции типа АЗА,

Только по данным ЦСУ на 1990 г. фактический экономический эффект от внедрения аппаратов типа ЛЮ-ОАС составил 604,4 тыс. руб.

В приложении представлены: акты и протоколы ВК, МВК, ТУ на аппараты, акты по форме 2Р и вся необходимая документация о внедрении аппаратов в промышенность и использовании изобретений )№ І0624Є2, І4С02І4, 1609262.

Новый способ эамориживанил (а.с. СССР № 1525970), способ формования изделий типа пельмени, вареники, пироги (а.с. СССР

$ I09725I), скороморозильные аппараты типа ЯІ0-0АС (а.с. СССР № 1062482, I4002I4, 1609262) высоко оценены 'специалистами промышленных предприятий, министерств, Коллегией Государственного агропромышленного комитета СССР и президиума ЦС ШИР, ГКНТ и ВАСХВДЛ. За результаты комплекса проведенных НЙОКР группа сотрудников, возглавляемая мною, была удостоена звания лауреатов премий Совета Министров СССР, а способ холодильной обработки и аппараты типа Я10-0АС, и организация производств на их базе пельмзней, пирогов и вареников были отмечены золотыми и .серебряными медалями ВДНХ СССР.

8. СПОСОБ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ' (А.С. СССР № I3246I9)

Изобретение относится к способам консервирования пищевых продуктов холодом' и направлено на повышение производительности и сохранение качества продуктов, на расширение области применения ленточных скороморозильных аппаратов путем повышения сил сцепления продукта с транспортирующим органом холодильного аппарата.

Способ основан на природных свойствах гелеобразутощих веществ образовывать прочные связи между замораживаемым продукто». включая и упакованные продукты, и транспортирующим органом скороморозильного аппарата со снижением температуры окружающей ере

По способу предполагается также, что концентрации гелеобразующих веществ должны быть такими, чтобы они, будучи в растворе, не образовывали студней при комнатной температуре для обеспечения условий использования растворов, веществ.

Перед холодильной обработкой на транспортирующий орган скороморозильного аппарата или на продукт подают водный раствої

В качестве гел'еобразующих веществ могут быть использованы желатин, агар-агар, пектин, каэеинат натрия и др.

Отсутствие явления гелеобраэования при комнатных температурах позволяет механизировать'процесс нанесения растворов вышеуказанных веществ и нанести его любым известным методом - дотированием, окунанием, капельницей и смазыванием поверхности и т.д.

При подаче продукта в зону охлачуіения между продуктом и транспортирующим органом образуется гель, который обеспечивает резкое увеличение сил сцепления продукта с транспортным органом, что в свою очередь позволяет на ленточных транспортерах замораживать продукты с низкой адгезионной способностью к материалу ленты, включая и продукты упакованные. В этом сдучае в качестве гелеобразующего вещества можно использовать, например, клей мездровый и другие.

Этот же эффект позволяет использовать и нижнюю ветвь ленточного транспортера, что позволяет сократить габариты ленточных скороморозильных аппаратов.

Этот же эффект позволяет и увеличить пропускную способность рабочего органа аппарата, т.к. нанесенный тонкий слой гелеобразующего вещества па всю поверхность изделия, образуя прочную оболочку на продукте, позволяет, например, сократить / длительность подмораживания и осуществить передачу продукта на. дальнейшую технологическую операцию без травм и порчи продукта.

Способ проверен на замораживании "сырчикоь' при использовании в них обезжиренного творога. Получены,.например, следующие результаты.

-для замораживания можно использовать аппараты типа
ЯІ0-0АС и В2-ФМА; ' "

- концентрация сухих веществ составила 0,3-1 % (при использований желатина).

Способ проверен при замораживании обжаренных бифштексов. Концентрация сухих веществ (при использовании желатина) составила 1-2 %.

Проведен комплекс исследований также с агар-агаром, пектином, соевым изолятоы, хагеинатоы натрия. Установлены режимы замораживания, концентрация веществ, пределы роста сил адгезии (по величине сдвига) и другие необходимые режимы по способу.

В настоящее время работы по использованию способа проводятся совместно со специалистами МПУ им. Н.Э.Баумана в рамках конкурсной программы Миннауки РФ.

9. ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛШЗОЛЯЩОНШХ' ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ СКОРОМОРОЗИЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Большое значение в холодильной технике и, в частности, при создании скороморозильных аппаратов имеет изоляция тепловых контуров ('труб) и самих аппаратов непосредственно. От правильности создания этих контуров зависит и экономика процессов ва-мораживания и надежность работы аппаратов.

При расчетах изоляции трубопроводов основной задачей является установление минимальной толщины изоляционного слоя, обеспечивающего предотвращение конденсации влаги из окружавшего воздуха на ее поверхности.

Толщина изоляционного слоя для цилиндрических поверхностей определяется по формуле:

,6-⁴ft '^a = <^i? , -—_ - 7, ₍₂₇>

Tjp&'V^ -температура окружащего воздуха, С; Z^x ~ температура хлад/агента, С; J\ta~ коэффициент теплопроводности изоляционного материала»

ккал/(м.ч.С);
(Оіи^- внешний диаметр изоляции, и;
q/,/ - наружный диаметр трубопровода, м;
о^ - коэффициент теплоотдачи от наружного воздуха к изо
лированному трубопроводу ккал/(»« .ч.С;
& - расчетный перепад температур между окружающим возду
хом и поверхностью изоляции с? a j_Q - 2^; , С;
2у - температура поверхности изоляции берется %; на 5 %
выше температуры точки росы.

Вначале определяли величину — /^ -— и после

сЛ<л Р-^ с4

определения —- находили толщину изоляции

# _n^stjL /%j ^- /) (28) ;

^aK.Z ьі .С с** ^/ J'

Данные расчетов при условии ^у^ - относительной влажности воздуха равной 85 % и температуре окружаощего воздуха, 20С представлены в таблицею и рисунках 34 и 35..

Используя данные таблицы 10 и рисунка 34, і-расчищали всо номенклатуру изоляционных "скорлуп" и "сегментов" для нормативно-технической документации (ТУ-І989 г. и ТУ-І98І г.) на промышленное производство этих элементов (см. рис. 35).

10. ТЕХНОЛОГИЯ И АППАРАТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕШЯ ВСПЕНЕННЫХ ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПОЛИСТИРОЛА да ИВОЛЯЩИ ХОЛОДИЛЬНОГО ТРУБОПРОВОДА (А.С.. СССР № Є95695)

*

Изобретете относится к области производства фасонных изоляционных изделий из пенополистирола и может быть использовано на предприятиях промышленности строительных материалов, а также в отраслях, имеющих свои производства теплоизоляционных материалов и изделий из пенополистирола, например, плит,."скорлуп", "сегментов" и т.д.

Министерство промстройматериалов такие изделия мясоперерабатывающей промышленности не поставляло и не дроизводило. В то же время-из зарубежной практики известен целый.ряд фирм, производящих изделия типа "скорлуп" и др.

Использование таких изделий позволяет значительно сократить стоимость монтажа изоляции, длительность монтажных работ, снизить затраты физического труда на проведение изоляционных' работ, повысить качество' изоляции.

До настоящего времени еще используется следующая технология изоляции трубопровода. Из плит пенополистирола вырезают полоски и из них набирают изоляцию трубопровода.

В 1972 г. во ВШХИ Н.Кудряшовым с сотрудниками была разработана технология производства и опытная установка горизонтального типа для формования изоляционныхсскорлуп в пароводяной срэде, которая была внедрена на трех ремонтных заводах ШиШ СССР, включая Липецкий ремонтно-механический завод резино-пласт-маосовых изделий.

К недостаткам аппарата можно отнести малую производительность*, недостаточное качество изделий (искривление формы изде-

лия при ох аждении, несформованность стыков-замков и углов изделий); повышенное содержание влаги в изделиях и их плотность а следовательно, увеличенный коэффициент теплопроводности; не-оправданн*-й расход полистирола.

Известен также аппарат, предложенный в (Ж, который был взят за прототип, предназначенный для производства окорлуп с наружной облицовкой и из материала типа пенополиуретан.

К недостаткам его конструкции можно отнести сложность конструкции и невозможность использования его для производства изделий из подвспененного полистирола.

С целью усовершенствования процесса производства, улучшения условий тешто:.тассообмена при формовании и интенсификации процесса производства скорлуп было предложено новое- техническое решение аппарата (см. рис. 36, табл. II).¹

Аппарат работает следующим образом. Вначале открывают откидную крышку 28. Внутренняя поверхность смазыьается кремниРор-.ганической жидкостью ПСХ-94 или раствором хозяйственного мыла для снижения трения при разгрузке аппарата. Затем загружают под-вспененный полистирол. Закрывают крышку 28 и подают в паровую рубашку 16, 14 пар. Пар из коллектора 16 и секций-уголков 14 и перфорации 13 проходит через массу подвспененного полистирола в перфорацию стакана 18 и днище 20, а из стакана и через днище конденсат и пар поступают в общую камеру 3, где окончательно пар конденсируется и сливается в канализацию. Затем подачу пара перекрывают. С увеличением объема гранул полистирола отверстия 13 запираются, и таким образом прекращается подача пара. В это время в паровой рубашке поднимается давление с 0,4-1,0 до 1,5--2,0 атм, срабатывает датчик, и отключается подача пара в магистрали (на рис. 36 не показаны манометр и устройство звуковой сигнализации). Дальнейший процесс осуществляется за счет оста-

точного тепла металлоконструкций. Итак, вспенивание гранул и формование полистирола осуществлялось за счет прямого воздействия острого пара (тепловым ударом) на подвспененный полистирол, а окончательное формование и структурообразование, а также образование поверхностного лі цевого слоя на изделии осуществляется за счет остаточного тепла от разогретых металлолонст-рукций. С отключением подачи пара включается вакуумнасос, ив

дальнейшем процесс осуществляется при одновременном вакуумиро-
-і

вании системы.

Длительность вспенивания и предварительного формования составляет 1,0-1,3 мин. Длительность окончательного формования, структурообраэования и образования лицевого слоя равна 0,3-0,6 "мин. .

Затем охлаждают аппарат и разгружают изделия. Для сокра-. щения длительности процесса предусмотрена подача охлаждающей воды, в первую очередь, к металлическим узлам и деталям, а такяе в места образования острых углов изделия.

Длительность охлаждения составляет 5-12 мин и зависит от.. типоразмера формуемого изделия.

Мною с соавторами был проведен необходимый комплекс исследований и подготовлены технические предложения: по модернизации конструкции аппарата, геометрии фасонных изделий, по . теплотехническим показателям изделий и их толщинам, по геометрии размещения перфорации для образования лицевого слоя, и требования к типовому ряду изделий и соответствующих аппаратов-форм. Предложение было согласовано с руководством Липецкого РПИ и заказчиком. Затеи были изготовлены два аппарата для формования -самого большого и самого малого изделий. Аппараты были изготовлены, прошли успешные эксплуатационные испытания, и по результатам испытаний дирекцией Липецкого НШ было принято репюние о

замене всего парка формующих аппаратов i.a новые и (по рекомендации ММ и МП СССР) ~о значительном расширении (в 10 раз к 1985 г.) объемов производства. .

На базе этих аппаратов был организован цех, представленный в виде технологической схемы на рис. З?. Для организации массового производства мною с сотрудниками и при участии специалистов РПИ были подготовлены, согласованы и утверждены в установленном порядке комплект технической документации и технологический регламент производства скорлуп следующих марок: CK-I, СК-2....СК-Г0 (см. табл. 12).

Бее работы, связанные с разработкой и созданием конструкции аппарата, фасонных изделий (фото 14) из пенополистирола с лицевым упрочненным слоем и организацией промышленного производства, были выполнены в рамках темы № 49 ВШИТИхолодпрома за 1980 г.. (№ 12 за 1989 г).

Аппараты и изделия получили высокую оценку специалистов отрасли, а изделиям присвоен Государственный Знак Качества (свидетельство № 603086814 за 1979 г. и № 603153630 за 1982 г.).

Экономический эффект за 5 лет эксплуатации аппаратов составил 3 млн. 88 тыс.руб.

Вся необходимая документация прилагается (акты и протокол ЕК, свидетельства и Знаках Качества, справка об объемах производства, ТУ и т.д.).

В течение I980-I98I гг. подготовлен проекї ТУ и на фасонные элементы для запорной арматуры, угловых и тройных соединений труб. Проект ТУ прилагается.

В настоящее время аппараты по а.с. СССР № 395695 внедрены, кроме Липецкого завода РПИ, на Приморско-Ахтарском заводе треста "Сгройтермоизоляция" и других заводах.

II. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЫИОИЗОЛЯЩОННЫХ КОНТУРОВ (А.С. СССР № 823545)

Предложенный способ широко используется при капитально-
восстановительном ремонте изоляционных контуров холодильников
из традиционных материалов и, в частности, специальных зданий
и сооружений для охлаждения, замораживания и хранения различных
пищевых продуктов и может быть использовано, например, при стро
ительстве и ремонте заготовительных, транспортно-эхспедиционных,
распределительных холодильников, а также холодильников смешан
ного типа при создании и ремонте различных изолированных конту
ров. . і . '

.Широко известны как в СССР, так и за рубежом холодильники с наружными ограждениями, выполненными из кирпича, железобетона и подобных материалов, и имеющие теплоизоляционную и гидроизоляционную защиту, нанесенную с внутренней стороны ограждения. Ос- -новным недостатком указанных конструкций является увлажнение наружных стен зданий холодильников в процессе эксплуатации, что является причиной, вызывающей преждевременный их износ.

Другим не менее важным недостатком конструкции является наличие "мостиков" холода в местах стыков стен с покрытием и перекрытиями по всему контуру здания.

Традиционный способ капитально-восстановительного ремонта таких холодильников связан с большими материальными затратами. Затраты связаны с необходимостью:

вывода холодильника из эксплуатации на срок ремонта Сот 5 месяцев до 1,5 лет), сопровождающегося нарушением транспортных хозяйственных связей;

аренды холодильных емкостей на срок проведения капитального ремонта;

отетления холодильника и разгрузки камер, перевозки грузов на арендуемый,объект;

демонтажа камерного оборудования;

демонтажа облицовки камер;

демонтажа увлажненной теплоизоляции и вышедшей из строя гидроизоляции;

восстановления нарушенной строительной части здания;

подготовки поверхности камер к нанесению новой изоляции;

монтажа новой гидро- и теплоизоляции и облицовки;

монтажа пристенного и потолочного оборудования;

вывода камер на режимы;

подвоза и размещения грузов в камерах.

При этом все материалы старого тепло- и гидроизоляционного покрытия утилизируются; 30-40 % пристенного оборудования подлежит замене; выходят из строя и все металлоконструкции ограждений, подвески для батарей, закладные и т.д. Уничтожается 15-20 % подвесного пути или приходит в такое состояние, которое не позволяет его восстановить и т.д.

Известен способ строительства холодильников, предложеннный в ГДР, когда по мере износа внутренней изоляции, т.е. через 25-30 лет, на наружные ограждения - стены - наносится внешний слой изоляции, что позволяет капитально-восстановительный ремонт осуществлять без останова холодильника.

Однако этот способ не позволяет избежать увлажнения наружного ограждения и мостиков холода в стыках наружного ограждения с покрытием и перекрытиями до ремонта и в стыках наружного ограждения и покрытия после ремонта.

Для строительства холодильников в СССР этот метод не пригоден из-за следующего. Во-первых, по способу ГДР предполагалось, что изоляция покрытий зданий и сооружений после ремонта

остается старой, а у нас изоляция на покрытие наносится снаружи, і. к моменту ремонта она еще в большей степени изнашивается (увлажняется), чем изоляция ограждений - стен. Во-вторых, п#и использовании способа ГДР не достигли бы и 50 % ожидаемого результата, т.к. "мостики" холода остались бы, но перераспределялись бы по конструкции,- и порча здания продолжалась бы и после ремонте

С целью сокращения теплопритоков и материальных средств
на проведение капитально-восстановительного ремонта, а такие с
пелыо проведения ремонта без вывода холодильников из эксплуата
ции мною с сотрудниками было предложено использовать новый спо
соб строительства и капитального ремонта, основанный на природ
ных "холодильниках" - аналогах. У целого ряда представителей
животного мира "теплоизоляция" находится с двух сторон "ограж
дающих конструкций":, волосяной покров снаружи - внешняя тепло-
и гидроизоляция, и жировой подкогтлй слой - внутренняя тепло
изоляция. .

Указанная цель била достигнута тем, что в холодильнике традиционного строительства с внутренней тепло- и гидроизоляцией на наружное ограждение и покрытие наносится замкнутый, как в природном аналоге, дополнительный тепло- и гидроизоляционный "пирог". Для различного типа холодильников соотношение толщины внешнего'слоя теплоизоляции к толщине внутреннего слоя составляет от 1:1 до 5:1 Схема способа в обще*! виде представлена на рис.38 .

Способ капитально-восстановительного ремонта был проверен на Шатурском мясокомбинате при использовании в качестве теплоизоляции плит ленополистирола по обрешетке, а в качестве гидроизоляции и внешней защиты - рулонной изоляции из рубероида по битуму и шифера. По истечении 8-12 і-гасяцев в камерах холодиль-

ника исчезли сталактиты и сталагмиты из льда, а через 1,5 года начала подсушиваться и старая внутренняя изоляция. Несколько лет подряд за поведением воссталозленной по предложенному способу изол;. до* с применением в качества теплоизоляции материала "Рипор" на Орехово-Зуевском мясокомбинате и пекополистирола на Шатурском мясокомбинате проводили наблюдения специалисты Ленинградского холодильного института и отметили эффективность нового способа. В развитие способа специалистами упомянутого института был предложен ряд усовершенствований.

Новый способ был проверен также'и при использовании новых теплоизоляционных материалов типа "Рипор" одновременно на пяти мясокомбинаты: и одном мясоптицекомбинате Тамбовской области.

Мною с сотрудниками было разработано и техническое решение по применению способа для капитально-восстановительного ремонта.(см. рис. 39,, 4D) холодильников с использованием в качестве теплоизоляции пенополистирола в плитах и материала пенополиуретан типа "Рипор". Эти работы легли в основу разработки рекомендаций по типовым техническим решениям капитшіьно-восстановительного ремонта холодильников без вывода их из эксплуатации, которые были согласованы и утверждены в установленном порядке вначале на республиканском, а затем, после ввода целого ряда объектов, и на союзном уровне. Копии работ прилагаются.

Возможность промышленного применения способа была согласована с ЩИИпромзданий Госстроя СССР, а проведение испытаний отдельных объектов по стране и нового способа в промышленных . условиях были согласованы со службами главных санитарных врачей и службами Госпожнадзора в каждой городе.

Новый способ восстановления теплозащитных свойств ограж-.дающих конструкций холодильников был представлен ЬЛ в гг.Шатура и Тамбов, принят и рекомендован для широкого использования в промышленности. і

В настоящее время указанный способ капитального ремонта использован на целом ряде предприятий в гг. Шатура (фото 15, 16), Орехово-Зуево, Тамбов, Валуйки, Токмак, Ступино, Ростов, Астрахань, Первомайск, йердев, Дмитров, Чебоксары, Иваново и на целом ряде других предприятий и продолжает использоваться. Используется он и для восстановления других объектов перерабатывающей промышленности и сельского хозяйства, например,в колхозе "Путь Ленина" Ступинского района Московской области.

. Предложенный мною с сотрудниками способ капитально-восстановительного ремонта холодильников получил хорощую оценку специалистов Ш и МП РСФСР и других республик, и ММ, и МП СССР, специалистов науки (ЛТйХШ и промышленности. Всеми-отмечается высокая эффективность нового способа ремонта холодильников.

Экономический эффект от применения способа'в промышленности по данным ЦСУ составил 690 тыс. руб. за 1986 г.

Похожие диссертации на Создание и внедрение комплекса новых технологических процессов и оборудования для производства желатина, клея и быстрозамороженных пищевых продуктов

Теоретические и практические аспекты создания мясных продуктов с использованием биологически активных добавок на основе пробиотических микроорганизмовХамаганова, Инга Вячеславовна

Теоретические и практические аспекты создания комбинированных мясных продуктов на основе образования комплексов мясными и растительными белкамиКалинова Юлия Евгеньевна

Создание технологий синбиотических продуктов на основе растительных олигосахаридов Бархатова Татьяна Викторовна

Биотехнологические аспекты создания национальных соленых продуктов из баранины и конины ранних стадий автолизаРскелдиев, Бердикул Абдазимович

Научно-практические аспекты совершенствования технологий пробиотических бактериальных концентратов и пребиотика лактулозы для создания синбиотических молочных продуктовХаритонов Дмитрий Владимирович

Разработка технологии ферментативного гидролизата из мяса мидий, предназначенного для создания обогащенных пищевых продуктовАрнаутов, Максим Владимирович

Технологические принципы создания и формирование качества продуктов детского питанияСажинов Георгий Юрьевич

Научно-практические основы создания эффективных технологий производства высококачественных продуктов из гидробионтов с использованием электромагнитного поля СВЧВоробьев Валерий Васильевич

Создание и использование коллагенолитического препарата микробного происхождения для улучшения качества мясных продуктовБатаева Дагмара Султановна

Разработка и создание высокоэффективных технологических процессов и оборудования для мясной и птицеперерабатывающей промышленностиЛеонов, Александр Яковлевич