ПРОЦЕССЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ЮЖНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.М.АУЭЗОВА

Ханжаров Н.С., Абдижаппарова Б.Т., Габрильянц Э.А.

6M072800 – Пищевая инженерия и безопасность продовольственных продуктов

Ханжаров Н.С., Абдижаппарова Б.Т., Габрильянц Э.А. Процессы, оборудование и сооружения для низкотемпературной обработки пищевых продуктов/ Учебник. - Шымкент: Южно-Казахстанский государственный университет имени М. Ауэзова, 2015. - 284 с.

В учебнике произведено обобщение и систематизация литературных и справочных данных, нормативно-технической документации по низкотемпературной обработке пищевых продуктов. Рассматриваются основы расчета и подбора холодильного технологического оборудования, аппаратов холодильных машин и установок, теплотехнического расчета, проектирования и эксплуатации холодильников, используемых в пищевой промышленности. Материалы учебника позволят студентам и магистрантам расширить кругозор, привить навыки и развить инженерное мышление в области расчета, проектирования и эксплуатации холодильников пищевых производств, а также оптимизации режимов их работы при низкотемпературной обработке и хранении пищевых продуктов. Учебник предназначен для магистрантов, обучающихся по специальности 6M072800 – Пищевая инженерия и безопасность продовольственных продуктов.

Жидебаева А.Н., к.т.н., доцент, Казахский инженерно-педагогический университет дружбы народов;

Волненко А.Ф., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Технологические машины и оборудование» ЮКГУ им. М. Ауэзова;

Уразбаева К.А., к.х.н., доцент, зав. кафедрой «Пищевая инженерия»ЮКГУ им. М. Ауэзова.

Учебник рекомендован к изданию Учебно-методическим советом ЮКГУ им.М.Ауэзова, протокол №__ от «___»_______ 2015 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ......................................................................................................................... 11

1 Охлаждение пищевых продуктов........................................................................................... 12

1.1 Общие сведения..................................................................................................................... 12

1.2 Продукты растительного происхождения.......................................................................... 14

1.3 Рекомендуемые условия хранения овощей и фруктов..................................................... 16

1.4 Совместимость овощей и фруктов при хранении............................................................. 18

1.5 Продукты животного происхождения................................................................................ 18

1.5.1 Охлаждение мяса................................................................................................................ 18

1.5.2 Охлаждение птицы и яиц.................................................................................................. 21

1.5.3 Охлаждение молока и молочных продуктов................................................................... 22

1.5.4 Охлаждение рыбы.............................................................................................................. 23

2 Подмораживание продуктов................................................................................................... 24

3 Замораживание пищевых продуктов..................................................................................... 26

3.1 Общие сведения..................................................................................................................... 26

3.2 Продукты растительного происхождения.......................................................................... 29

3.3 Продукты животного происхождения................................................................................ 30

3.3.1 Замораживание мяса.......................................................................................................... 30

3.3.2 Замораживание птицы....................................................................................................... 32

3.3.3 Замораживание яиц............................................................................................................ 33

3.3.4 Замораживание рыбы......................................................................................................... 33

3.3.5 Замораживание молока и молочных продуктов............................................................. 35

4 Холодильное хранение пищевых продуктов........................................................................ 35

4.1 Общие сведения..................................................................................................................... 35

4.2 Продукты растительного происхождения.......................................................................... 37

4.3 Продукты животного происхождения................................................................................ 38

4.4 Охлаждающие приборы камер хранения............................................................................ 42

4.5 Сроки хранения продуктов.................................................................................................. 43

4.6 Режим воздуха в камерах хранения. ………………………….................. ……………….44

4.7 Хранение продуктов в холодильниках предприятий общественного питания и

магазинов.................................................................................................................................... 45

5 Усушка пищевых продуктов................................................................................................... 46

6 Размораживание и отепление пищевых продуктов............................................................. 47

6.1 Отепление охлажденных продуктов................................................................................... 47

6.2 Размораживание продуктов................................................................................................. 48

6.2.1 Размораживание пищевых продуктов в воздухе............................................................ 48

6.2.2 Размораживание в паровоздушной смеси....................................................................... 49

6.2.3 Размораживание в жидкости............................................................................................. 49

6.2.4 Размораживание в электрическом поле........................................................................... 50

7 Снабжение холодом процессов низкотемпературной обработки пищевых продуктов... 51

7.1 Диаграммы холодильных агентов....................................................................................... 51

7.2. Основные холодильные агенты.......................................................................................... 55

7.3 Принципиальная схема паровой холодильной машины и ее изображение

в диаграмме.................................................................................................................................. 58

7.4 Схема холодильной машины с регенеративным теплообменником и её изображение в диаграмме i — lgP....................................................................................................................................................... 62

7.5 Схемы двухступенчатых холодильных машин и их изображения в диаграмме i — lgP 63

7.6 Значение диаграммы холодильных агентов для анализа работы холодильной

установки и ее обслуживания.................................................................................................... 69

8 Классификация холодильников.............................................................................................. 72

9 Общий порядок проектирования холодильников................................................................ 74

9.1 Общие положения................................................................................................................. 74

9.2 Технико-экономическое обоснование................................................................................ 75

9.3 Задание проектной организации на проектирование холодильного предприятия....... 75

9.4 Организация и порядок проектирования........................................................................... 76

10 Состав проектов холодильников в системе высшего образования................................. 78

11 Задание на проект холодильника......................................................................................... 79

12 Технико-экономическое обоснование проекта................................................................... 79

13 Выбор ассортимента продуктов......................................................................................... 79

14 Выбор технологической схемы производства.................................................................... 80

15 Выбор типа холодильника и состава охлаждаемых помещений...................................... 80

15.1 Общие положения.............................................................................................................. 80

15.2 Особенности проектирования различных типов холодильников............................. 83

16 Выбор расчетных параметров............................................................................................... 88

17 Составление планировки холодильника............................................................................. 89

18 Компоновка комплекса холодильника................................................................................ 92

19 Составление генерального плана предприятия, в состав которого входит

холодильник................................................................................................................................. 97

19.1 Основные положения......................................................................................................... 97

19.2 Объекты генерального плана........................................................................................... 100

19.2.1 Производственный корпус - проектируемое здание.................................................. 100

19.2.2 Сырьевая площадка........................................................................................................ 102

19.2.3 Дефростерное отделение............................................................................................... 103

19.2.4 Материальный склад...................................................................................................... 103

19.2.5 Цеховая лаборатория...................................................................................................... 103

19.2.6 Склад готовой продукции............................................................................................. 104

19.2.7 Автоклавное отделение................................................................................................. 104

19.2.8 Бытовые помещения...................................................................................................... 105

19.2.9 Склад стеклянной тары.................................................................................................. 105

19.2.10 Склад металлической тары.......................................................................................... 106

19.2.11 Ремонтные мастерские................................................................................................. 106

19.2.12 Цехи и склады деревянной тары................................................................................ 106

19.2.13 Заводоуправление........................................................................................................ 107

19.2.14 Автомобильные весы................................................................................................... 107

20 Конструктивные элементы зданий холодильников......................................................... 107

20.1 Конструктивные элементы производственных зданий................................................ 107

20.2 Особенности проектирования конструктивных.

элементов холодильников………………………………………………... ………………….119

21 Расчет изоляционных ограждений холодильника............................................................ 123

21.1 Общие положения по проектированию теплоизоляции

и пароизоляции ограждающих конструкций......................................................................... 123

21.2 Теплоизоляционные материалы...................................................................................... 128

21.3 Паро-гидроизоляционные материалы............................................................................. 127

21.4 Расчет изоляционных ограждений.................................................................................. 127

21.4.1 Определение требуемого сопротивления теплопередаче.......................................... 127

21.4.2 Расчет изоляционных ограждений............................................................................... 130

21.5 Защита грунтов оснований зданий холодильников от промерзания......................... 131

21.5.1. Общие положения......................................................................................................... 131

21.5.2. Система электрического обогрева грунта.................................................................. 132

22 Теплотехнический расчет охлаждаемых помещений холодильника............................ 134

22.1 Общие рекомендации....................................................................................................... 134

22.2 Теплопритоки через ограждения холодильника............................................................ 135

22.3. Теплопритоки при термообработке грузов................................................................... 139

22.4 Теплопритоки при вентиляции охлаждаемых помещений.......................................... 139

22.5 Эксплуатационные теплопритоки.................................................................................. 140

22.6 Теплопритоки при дыхании овощей и фруктов............................................................ 141

23. Определение тепловой нагрузки на камерное оборудование и компрессор. Выбор расчетного режима холодильной установки............................................................................................................ 142

23.1 Определение тепловой нагрузки на камерное оборудование

и компрессор………………….................................................................................................. 142

23.2 Выбор расчетного режима холодильной установки..................................................... 143

24 Выбор способа охлаждения холодильника и схемы холодильнойустановки……………………………………………… …………………………..146

24.1 Общие сведения................................................................................................................. 146

24.2 Системы охлаждения и схемы холодильных установок различных типов

холодильников........................................................................................................................... 149

25 Расчет и подбор холодильного оборудования и магистральных трубопроводов......... 153

25.1 Подбор камерного оборудования.................................................................................... 153

25.2 Расчет и подбор конденсаторов....................................................................................... 156

25.3 Расчет и подбор испарителей.......................................................................................... 158

25.4 Расчет и подбор трубопроводов...................................................................................... 159

25.5 Расчет и подбор морозильных агрегатов........................................................................ 160

25.6 Расчет и подбор циркуляционных аммиачных насосов............................................... 160

25.7 Расчет и подбор промежуточных сосудов...................................................................... 161

25.8 Расчет и подбор отделителей жидкости......................................................................... 161

25.9 Расчет и подбор ресиверов............................................................................................... 162

25.10 Расчет и подбор маслоотделителей............................................................................... 163

25.11 Расчет и подбор маслособирателей............................................................................... 164

25.12 Подбор насоса для воды или рассола............................................................................ 165

25.13 Подбор насоса для холодильного агента..................................................................... 166

25.14 Расчет воздуховодов....................................................................................................... 166

25.15 Подбор вентилятора........................................................................................................ 167

25.16 Расчет и подбор градирни............................................................................................ 169

26 Расчет основных теплообменных аппаратов.................................................................... 169

26.1 Расчет конденсатора холодильной установки.............................................................. 169

26.1.1 Тепловой расчет конденсатора.................................................................................... 171

26.1.2 Конструктивный расчет конденсатора....................................................................... 172

26.2 Расчет воздухоохладителя холодильной установки..................................................... 172

26.2.1 Тепловой расчет воздухоохладителя........................................................................... 172

26.2.2 Конструктивный расчет воздухоохладителя.............................................................. 175

27 Проектирование машинного отделения и конденсаторной площадки.......................... 175

28 Эксплуатация холодильной установки............................................................................ 179

29 Эксплуатация холодильника.............................................................................................. 181

30 Вопросы безопасности жизнедеятельности...................................................................... 182

30.1 Характеристика степени совершенства технологического процесса......................... 183

30.2 Анализ потенциальных опасностей и вредностей производства................................ 183

30.2.1 Краткое описание особенностей схемы производства.............................................. 183

30.2.2 Анализ возможных мест утечки веществ и характеристикаэтих веществ……………………………………............... …………………………………………183

30.3 Вопросы безопасности жизнедеятельности при объемно – планировочных решениях зданий и сооружений, расположении цехов на генеральном плане................................................... 184

30.4 Производственная санитария........................................................................................... 186

30.4.1 Метрологические условия воздушной среды производственных помещений....... 186

30.4.2 Производственное освещение...................................................................................... 187

30.4.3 Производственный шум................................................................................................ 189

30.4.4 Производственные вибрации....................................................................................... 190

30.4.5 Санитарно – бытовое и медицинское обслуживание............................................... 191

30.4.6 Средства индивидуальной защиты.............................................................................. 191

30.5 Безопасность ведения технологического процесса....................................................... 191

30.5.1 Электробезопасность..................................................................................................... 191

30.5.2 Противопожарные требования..................................................................................... 192

30.6 Вопросы гражданской обороны...................................................................................... 196

30.6.1 Мероприятия по защите работающего персонала

при чрезвычайных ситуациях.................................................................................................. 196

30.6.2 Вопросы охраны окружающей среды.......................................................................... 198

30.6.3 Мероприятия по защите окружающей среды при утечках и аварийном выбросе аммиака 199

31 Вопросы энергетики............................................................................................................ 200

31.1 Определение расчетных нагрузок................................................................................... 200

31.1.1 Светотехнический расчет освещения.......................................................................... 200

31.1.2 Расчет силовой нагрузки.............................................................................................. 201

31.2 Подбор компенсаторов реактивной мощности и трансформаторов.......................... 201

31.2.1 Подбор компенсаторов реактивной мощности........................................................... 201

31.2.2 Подбор трансформаторов.............................................................................................. 202

32 Вопросы экономики............................................................................................................. 202

32.1 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений...................................... 202

32.1.1 Расчет сметной стоимости строительства зданий и амортизационные отчисления 203

32.1.2 Расчет капитальных затрат на оборудование и амортизационные отчисления...... 203

32.2 Расчет численности рабочих и фонда заработной платы............................................. 204

32.2.1 Определение числа бригад............................................................................................ 204

32.2.2 Определение баланса рабочего времени рабочего..................................................... 208

32.2.3 Расчет численности рабочих......................................................................................... 208

32.2.4 Расчет фонда заработной платы.................................................................................... 209

32.2.5 Общепроизводственные расходы................................................................................. 210

32.3 Проектная калькуляция себестоимости.......................................................................... 211

32.4 Экономическая эффективность проектируемого объекта............................................ 212

33 Вопросы автоматизации производства.............................................................................. 213

33.1 Постановка задачи автоматизации холодильной установки........................................ 213

33.2 Выбор и обоснование параметров контроля, регулирования

и сигнализации…………………………………………………………………….................. 214

33.3 Выбор и обоснование технических средств автоматизации........................................ 215

Список литературы................................................................................................................... 216

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................ 219

Приложение 1. Расчетные параметры наружного воздуха................................................... 219

Приложение 2. Укрупненные нормы складирования сырья и тары................................... 220

Приложение 3. Насыпная масса плодов и овощей................................................................ 223

Приложение 4. Расчетные удельные нагрузки от продуктов............................................... 223

Приложение 5. Норма загрузки 1м3 грузового объема камер хранения и коэффициенты пересчета в условный груз (указана масса брутто).................................................................................... 225

Приложение 6. Средние нормы укладки консервной продукции....................................... 226

Приложение 7. Расчетные параметры продукта и воздуха в камере распределительных холодильников..................................................................................................................................................... 227

Приложение 8. Расчетные параметры продукта и воздуха в камерах

торговых холодильников........................................................................................................ 228

Приложение 9. Расчетные параметры продукта и воздуха в камерах

холодильников мясокомбината.............................................................................................. 228

Приложение 10. Температурно-влажностный режим охлаждаемых помещений

различного назначения............................................................................................................ 229

Приложение 11. Температурно-влажностные режимы хранения картофеля, плодов и овощей 230

Приложение 12. Режим и сроки хранения плодов, винограда и овощей в охлаждаемых сооружениях с регулируемой газовой средой.................................................................................................. 232

Приложение 13. Расчетные технологические данные охлаждения и хранения

молочных продуктов................................................................................................................ 233

Приложение 14. Нормы расхода бочковой тары на 1 т соленых овощей и квашеной

капусты...................................................................................................................................... 236

Приложение 15. Тара для упаковки сушеных фруктов и овощей....................................... 236

Приложение 16. Бочки деревянные........................................................................................ 237

Приложение 17. Полиэтиленовые вкладыши для деревянной тары................................... 237

Приложение 18. Ящики из гофрированного картона и полимерные многооборотные для упаковки готовой продукции.................................................................................................................................. 237

Приложение 19. Ящики дощатые для упаковки готовой продукции................................. 239

Приложение 20. Техническая характеристика тары для транспортировки овощей и

фруктов...................................................................................................................................... 240

Приложение 21. Техническая характеристика поддонов ящичных для плодоовощного

сырья.......................................................................................................................................... 241

Приложение 22. Тара стеклянная............................................................................................ 242

Приложение 23. Расчетные значения грузового штабеля..................................................... 242

Приложение 24. Перечень инвентаря лаборатории.............................................................. 243

Приложение 25. Состав помещений и площади производственных………………

лабораторий………………………………………………………………………................... 244

Приложение 26. Геометрические параметры объектов бытовых помещений................... 244

Приложение 27. Технические характеристики изолированных дверей

для холодильных камер............................................................................................................ 245

Примечание: Технические характеристики изолированных дверей для холодильных

камер приведены по ТУ 13-313-80........................................................................................ 245

Приложение 28. Основные свойства теплоизоляционных материалов для строительных конструкций зданий холодильников.............................................................................................................. 246

Приложение 29. Материалы для паро-гидроизоляции ограждающих конструкций холодильников 250

Приложение 30. Теплофизические свойства материалов..................................................... 253

Приложение 31. Расчетные (нормативные) значения коэффициентов теплопередачи ограждений холодильников........................................................................................................................... 254

Приложение 32. Теплотехнические показатели конструкций и материалов согласно

СНиП 11.3-79 М. 1986 (условия эксплуатации Б-влажные)............................................. 255

Приложение 33. Технические характеристики греющих проводов и кабелей.................. 257

Приложение 34. Расчетные значения DtС для наружных стен........................................... 258

Приложение 35. Удельные энтальпии продуктов (кДж/кг)................................................. 259

Приложение 36. Тепловыделения фруктов и овощей при дыхании................................... 261

Приложение 37. Удельные теплопритоки при открывании дверей, Вт/м2........................ 262

Приложение 38. Состав зданий и сооружений комплексов по переработке картофеля,

плодов и овощей....................................................................................................................... 262

Приложение 39. Состав помещений холодильников для картофеля, плодов и овощей... 263

Приложение 40. Характеристики батарей.............................................................................. 265

Приложение 41. Коэффициенты теплопередачи батарей..................................................... 266

Приложение 42. Характеристики воздухоохладителей подвесного типа.......................... 267

Приложение 43. Характеристики постаментных воздухоохладителей............................. 268

Приложение 44. Характеристика труб в зависимости от параметров среды..................... 269

Приложение 45. Сортамент стальных бесшовных и медных труб,

применяемых для аммиачных и хладоновых установок...................................................... 271

Приложение 46. Затраты труда на производство различных видов консервов................. 272

Приложение 47. Технические характеристики центробежных вентиляторов. Ц4-70.... 272

Приложение 48. Характеристики осевых вентиляторов...................................................... 273

Приложение 49. Ориентировочные сроки, методы охлаждения, рекомендуемые условия хранения овощей (после сбора урожая)................................................................................................................. 274

Приложение 50. Ориентировочные сроки, методы охлаждения, рекомендуемые условия хранения фруктов и ягод (после сбора урожая)..................................................................................................... 277

Приложение 51. Перекрестное влияние продуктов.............................................................. 280

Приложение 52. Группы совместимости овощей и фруктов при хранении...................... 281

Необходимость обобщения в одной книге основ расчета процессов охлаждения, замораживания и холодильного хранения пищевых продуктов, проектирования и эксплуатации предприятий, осуществляющих низкотемпературную обработку пищевых продуктов, включая холодильники специализированных предприятий, назрела давно. И хотя имеются многочисленные нормы технологической обработки пищевых продуктов, нормы технологического проектирования и СНиПы, все они носят общий характер и не обобщают опыт расчета процессов термообработки и опыт проектирования холодильников. В предлагаемом учебнике производится обобщение и систематизация литературных, справочных, и нормативно-технических данных по низкотемпературной обработке пищевых продуктов, расчету и проектированию холодильников, используемых в пищевой отрасли.

Для удобства пользования в учебнике изложены общие теоретические положения по способам охлаждения камер холодильников, процессам термообработки пищевых продуктов, а также положения по охлаждаемым сооружениям, порядок и особенности их проектирования, включая особенности проектирования этих сооружений в учебных целях в системе высшего и послевузовского образования. Содержание учебника охватывает вопросы теоретических основ низкотемпературной обработки пищевых продуктов, систем охлаждения камер различных типов холодильников, схем холодильных установок, теплотехнического расчета охлаждаемых помещений, определения тепловой нагрузки на камерное оборудование и холодильную установку, а также основные этапы проектирования холодильников. При этом акцент делается на объемно–планировочные решения холодильников на основе технологических расчетов пищевых предприятий и подбора теплообменных аппаратов, используемых для получения низкопотенциальной теплоты в системе этих сооружений. В учебнике также освещены вопросы проектирования других вспомогательных и инженерных сооружений. Использование материалов учебника позволит студентам и магистрантам расширить кругозор, привить навыки и развить инженерное мышление в области низкотемпературной технологии пищевых производств.

Использованная литература включает справочную литературу и нормативную документацию, которые могут быть полезны для более глубокого освоения изучаемого раздела, а также использоваться в ходе выполнения учебных, проектных и самостоятельных работ обучающихся.

Учебник рекомендуется в качестве основной учебной литературы для магистрантов, обучающихся по специальности 6M072800 – Пищевая инженерия и безопасность продовольственных продуктов. Также он может быть рекомендован в качестве вспомогательной учебной литературы для студентов и магистрантов ряда других специальностей пищевого направления, в которых предусматривается изучение основ технологии производств, потребителей искусственного холода.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: