Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Mrazící zařízení Vypracovala: Markéta Klimentová Ročník: IV. Školní rok: 2006/2007 Předmět: strojnictví.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Mrazící zařízení Vypracovala: Markéta Klimentová Ročník: IV. Školní rok: 2006/2007 Předmět: strojnictví."— Transkript prezentace:

1 Mrazící zařízení Vypracovala: Markéta Klimentová Ročník: IV. Školní rok: 2006/2007 Předmět: strojnictví

2 Obecně Základní termodynamické děje v plynech

3 Izotermický děj s ideálním plynem: Děj, při kterém je teplota plynu stálá. Boylův-Mariottův zákon: při izotermickém ději s ideálním plynem stálé hmotnosti je součin tlaku a objemu plynu stálý  pV=konst.

4 Izochorický děj s ideálním plynem: Děj, při kterém je objem plynu stálý. Charlesův zákon: při izochorickém ději s ideálním plynem stálé hmotnosti je tlak plynu přímo úměrný jeho termodynamické teplotě  p/T=konst.

5 Izobarický děj s ideálním plynem: Děj, při kterém je stálý tlak plynu. Gay-Lussacův zákon: při izobarickém ději s ideálním plynem stálé hmotnosti je objem plynu přímo úměrný jeho termodynamické teplotě.  V/T = konst.

6 Adiabatický děj s ideálním plynem: Děj, při kterém neprobíhá teplená výměna mezi plynem a okolím. Ideální děj Při adiabatickém stlačení (kompresi) plynu v nádobě se působením vnější síly na píst koná práce. Teplota plynu a jeho vnitřní energie se zvětšují. Při adiabatickém rozpínání (expanzi) koná plyn práci. Teplota plynu a jeho vnitřní energie se při tom zmenšují. Poissonův zákon:  pV K = konst. K – Poissonova konstanta

7 Kruhový (cyklický) děj Děj, při němž je konečný stav soustavy totožný s jejím počátečním stavem. Práce, kterou může vykonat plyn uzavřený ve válci s pohyblivým pístem při zvětšování objemu, má omezenou hodnotu, neboť objem plynu se nemůže neustále zvětšovat.

8

9 Práce, kterou vyková pracovní látka při zvětšování objemu ze stavu A do B je znázorněna obsahem plochy ležící v pracovním diagramu pod křivkou A1B. Při zpětném přechodu plynu ze stavu B do A po křivce B2A se objem pracovní látky působením vnější tlakové síly zmenšuje a okolní tělesa konají práci. Ta je znázorněna obsahem plochy ležící pod křivkou B2A. Rozdíl obsahů obou ploch se rovná obsahu plochy ohraničené křivkou A1B2A   Obsah plochy uvnitř křivky zobrazující v pracovním diagramu kruhový děj znázorňuje celkovou práci vykonanou pracovní látkou během jednoho cyklu.

10 Chladící stroje: Chladící stroj je cyklicky pracující stroj, který udržuje v chladícím prostoru teplotu podstatně nižší, než je teplota okolního prostředí. Při izotermické expanzi při teplotě T 2 chladícího prostoru koná pracovní látka práci a při tom přijímá od chladiče teplo Q 2. Při izotermické kompresi látky, která probíhá při vyšší teplotě T 1 ohřívače (okolí) se předává ohřívači teplo Q ´ 1. Děj probíhá konáním práce W vnějších sil (motoru). Přechod pracovní látky ze stavu T 1 do stavu s teplotou T 2 a obráceně se uskutečňuje adiabatickou expanzí a kompresí. Takto pracuje chladící stroj kompresorový.

11 Schéma činnosti cyklicky pracujícího chladícího stroje

12 U chladících strojů absorpčních zastupuje kompresor absorpční kapalina, která pohlcuje při nižší teplotě páry pracovní látky a při ohřátí je opět vypuzuje. Pracovní látkou v chladícím stroji bývají zpravidla páry lehce se vypařujících kapalin – čpavku, freonu a dalších.

13 Chladící stroj může být využit jako tepelné čerpadlo k termodynamickému vytápění. Ohřívačem je vytápěné místo, chladičem vnější prostředí.

14 Zmrazování

15 Druhy zmrazování podle způsobu odvodu vzduchu: 1. Zmrazování v proudu vzduchu 2. Zmrazování kontaktní – stykem zboží se studenou plochou 3. Ponorové zmrazování 4. Zmrazování ve vypařujícím se chladivu 5. Zmrazování ve vakuu

16 Zmrazování v proudu vzduchu I.Zmrazování v místnosti: Mrazírenské místnosti pro zmrazování – mrazilky. Mohou mít samostatný mrazírenský okruh (s větším počtem chladičů, T< -36°C. Během zmrazování nemohou tyto prostory sloužit jako sklady. Doba zmrazování kolísá podle druhu a množství zboží, podle způsobu úpravy a balení, výkonu chladícího zařízení a rychlosti proudění vzduchu. Z dnešního hlediska se zmrazování hodí jen pro některé druhy zboží a jen nouzově na přechodnou dobu produkční špičky.

17 II. Zmrazovací tunely Vzduchové zmrazovače (tunely) jsou dnes nejběžnější, protože jsou univerzální. Je možné v nich zmrazovat zboží různého druhu, velikosti a tvaru. Společným principem všech konstrukcí je intenzivní cirkulace vzduchu přes chladič, kde se vzduch ochlazuje a dále přes zboží, kterému odebírá teplo.

18 Zásady při použití zmrazovacích tunelů: - dostatečná rychlost přes zboží, která zajišťuje potřebný součinitel přestupu tepla a proudění vzduchu kolem celého povrchu zboží - dostatečně nízká teplota vzduchu, zajišťující požadovaný teplotní spád pro přestup tepla ze zboží do vzduchu - nepříliš velký rozdíl mezi teplotou vzduchu a teplotou chladiče, aby se vzduch příliš nevysušoval (snížíme tak ztráty hmotnosti potravin)

19 Rozdělení zmrazovačů s nucenou cirkulací vzduchu podle principu činnosti: a) diskontinuální - komorové tunely b) kontinuální - pásové  liniové  pás ve šroubovici - fluidní  žlabové  pásové - na zboží v hranových obalech

20 Komorové zmrazovací tunely: - nejstarší typ zmrazovače, zboží naváženo na patrových vozíčcích, paletách nebo stojanech

21 Schéma pásového zmrazovače:

22 Liniové zmrazovací pásové tunely: Vyrábějí se s dopravními drátěnými pásy v jedné nebo více úrovních. Chladiče vzduchu a ventilátory bývají umístěny buď vedle pásů, nebo nad nimi. Proudění vzduchu přes zboží je podélné nebo příčné. Používají se především na nebalené zboží, které vyžaduje šetrnou manipulaci. Rychlost pásu je možno regulovat podle druhu suroviny.

23 Zmrazovací tunely pásové, které obsahují speciální drátěné pásy, tvořící šroubovici a nazývané také spirálové se vyznačují velkou efektivní délkou pásu (100 až 460m) při šířkách pásu mm. Proudění vzduchu – příčné Směr proudění vliv na hmotnostní ztráty Chladiče vzduchu a ventilátory vedle bubnu Výkon zařízení 200 – 7000 kg/h Zmrazovací doba 17 – 130 min

24

25 Fluidní zmrazovače (drobné plody, kostková zelenina, bobuloviny, bramborové hranolky) Zmrazovaný produkt je stále ve vznosu a celý jeho povrch je vystaven proudu vzduchu. Jednotlivé částice se tak zmrazují odděleně a je zachována jejich sypkost. Proud vzduchu neslouží jen k odvodu tepla, ale také k odvodu a posunu zboží. Rychlost vzduchu se volí tak, aby částice vzájemně nepřimrzly a zároveň neuletěly ze zmrazovače. Tento jev se nazývá fluidizace.

26 I. Zmrazovací tunely fluidní žlabové: Zmrazují surovinu ve fluidním žlabu z nerez. oceli, který má ve spodní části spoustu malých otvorů, jimiž je intenzivně vháněn vzduch. Výsledná surovina se volně sype a neslepuje se. Doba zmrazení je krátká  malá spotřeba energie. Výkonová řada zařízení  od 850 do kg.h -1 zmrazeného zboží při délce 2210mm – mm.

27 Schéma fluidního zmrazovače se zmrazovacím lůžkem (žlabem):

28 II. Zmrazovací tunely fluidní pásové: Využívají také jevu fluidizace. Určeny i ke zmrazování zboží větších rozměrů. U rozměrných a těžkých produktů podporuje dopravní pás, jímž jsou tunely vybaveny, horizontální pohyb suroviny. Mnohdy se zmrazovací zóna rozděluje do dvou stupňů, které mají samostatné pásy s oddělenou regulací rychlosti pohybu. Doba zmrazování krátká  8 – 13 min.

29 Schéma fluidního zmrazovače s dopravním pásem:

30 III. Zmrazovací tunely na zboží v hranatých obalech: Převážně na zmrazování masa a drůbeže balené v kartónech, na hotová jídla a smetanové krémy. Typický kontinuální zmrazovač, všechny pohyby řízeny automaticky, pro výkony až do kg.h -1. Základem dobré funkce zařízení je zvládnutí dopravních operací s hranatými obaly uvnitř zmrazovací zóny a přísun a odsun obalů.

31 Schéma zmrazovače na zboží v hranatých obalech:

32 Zmrazování probíhá ve dvou výškových zónách, nejprve v bloku nad vstupním dopravníkem 1, potom pod ním. Přemisťování kartónů ve svislém směru zabezpečuje zdvihací a spouštěcí zařízení 2, 3, vodorovný pohyb posouvací zařízení 7,které zasunutím nového kartónu vytlačí krajní kartón na opačné straně.

33 Kontaktní zmrazování K odvodu tepla dochází vedením teplosměnnou plochou. V deskovém zmrazovači je zboží zavřeno mezi dvě desky, v nichž cirkuluje chladivo.

34 Schéma deskového kontaktního zmrazovače:

35 Zboží v kovových rámech nebo narovnané na plechových podnosech je zpravidla pomocí hydraulického zařízení stlačeno oběma deskami tak, aby se zajistil kontakt mezi zbožím a deskou. Po skončení mrazícího procesu se desky hydraulicky od sebe oddálí a zmrazené zboží se odsune k balení. Zmrazovač pracuje perioidicky. Průmyslové typy mají 11 – 21 desek s rozměry 1300 x 1100mm. Chladivo se k pohyblivým deskám přivádí a odvádí ohebnými hadicemi.

36 Schéma deskového zmrazovače s vodorovnými deskami:

37 Vedle horizontálních deskových zmrazovačů byly vyvinuty i vertikální zmrazovače na přímé chlazení. Hl. pro zmrazování ryb na moři, masa i jiných druhů potravin v čtyřhranných obalech nebo pro blokové zmrazování některých kusovitých, kašovitých a tekutých materiálů, převážně v polyetylenových obalech. Výkon závisí na počtu desek. Desky tvoří zaplavené výparníky. Účinnost zmrazování velmi dobrá. Vkládání obalů mechanické, posuv zboží zabezpečuje automaticky hydraulické zařízení.

38 Zmrazované zboží během své cesty mezi deskami shora dolů zvětšuje svůj objem. Zvětšením objemu se odstraní vzduch mezi zbožím, obalem a deskami zmrazovače a zvýší se tak odvod tepla ze zboží do chladiva. Zmrazené balíčky jsou ze zmrazovače vysouvány přímo na dopravní pás. Výkony těchto zařízení převyšují i 3 t.h -1. Nevýhoda – nejsou hospodárně použitelné pro zboží nepravidelných tvarů.

39 Kontaktní kontinuální zmrazovače pro zmrazování čerpatelných surovin Zpracovává tekuté suroviny ( ovocné dřeně, polévky, omáčky, vaječnou melanž ) tak, že materiál je zrazován do tvaru malých hranolků – pelet o rozměrech např. 40x20x8. Materiál se pomocí čerpadla dopravuje na kovový transportér s vlisovanými prohlubněmi. Shora je na transportér přitlačen hladký ocelový pás. Oba transportéry slouží jako desky, kolem nichž proudí v uzavřeném systému vychlazený glykol. Nad hnacím kolem na opačném konci transportéru vypadávají zmrazené pelety. Zmrazovací doba je 250 – 1500 kg.h -1.

40 Schéma kontaktního kontinuálního zmrazovače na čerpatelné suroviny:

41 Zmrazování v chlazeném roztoku Zmrazovaný produkt v přímém styku s kapalinou: Produkt ponořen do vychlazené kapalinové lázně nebo osprchován vychlazenou kapalinou. Chladícím médiem je obvykle solanka(-16 až -20°C). Velká rychlost zmrazování. Dnes tento způsob využíván málo. Použití např. při zmrazování ryb.

42 Produkt bez přímého styku s kapalinou: Potravina uložena v kovové formě nebo je zabalena do vodotěsného obalu a ponořena do roztoku chladící látky. Pro zmrazování některých výrobků se jako obaly používají plechovky. Ty se pak zmrazují ve speciálních spirálových ponorných zmrazovačích v roztoku alkoholu. Teplota kapaliny  -35°C Zmrazovací rychlost 10 až 15 cm.h -1.

43 Zmrazování ve vypařujícím se chladivu Přímý styk zmrazovaného produktu s kapalinou s velmi nízkou teplotou bodu varu vede k výraznému zkrácení zmrazovací doby. To umožňuje značně zvýšit výkony zmrazovačů při jejich celkovém zjednodušení. Nevýhoda – vysoké provozní náklady; mohou nastat nežádoucí jevy (např. trhání potravin vlivem velkého vnitřního napětí nebo blánový var snižující přestup tepla).

44 Princip funkce dusíkového zmrazovače:

45 Nebalené i balené potraviny se odpravují na pletivových transportérech do izolovaného tunelu. První sekce – zóna předchlazení – produkt se ochlazuje parami odcházejícího dusíku. Druhá sekce – zmrazování - produkty sprchovány kapalným dusíkem nebo ponořeny do vany s tekutým dusíkem. Třetí sekce – probíhá bez přímého chlazení vyrovnání teplot.

46 Provozní náklady na zmrazování v kapalných chladivech:

47 Zmrazování ve vakuu Zmrazování potravin před sublimačním sušením se někdy prování tak, že při sníženém tlaku dochází adiabatickým ochlazováním k varu přítomné vody. Teplo potřebné na změnu skupenství se odebírá okolnímu prostředí, tj. zchlazovanému produktu. Velké výparné teplo vody má za následek, že odpaření malého množství stačí i na značné snížení teploty produktu.

48 Použitá literatura: Svoboda, E.: Přehled středoškolské fyziky; Prometheus; Praha; Markytánová, M.: Chladící zařízení 3 – Využití chladící techniky; Ediční středisko Českého vysokého učení technického; Praha; 1991


Stáhnout ppt "Mrazící zařízení Vypracovala: Markéta Klimentová Ročník: IV. Školní rok: 2006/2007 Předmět: strojnictví."

Podobné prezentace


Reklamy Google