Устройство для охлаждения дрожжей при формовании

Устройство для охлаждения дрожжей при формовании

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявляемое изобретение может быть использовано для охлаждения дрожжей и других пластичных термочувствительных материалов в дрожжевой, спиртовой и микробиологической промышленности.

Известен способ охлаждения дрожжей при формовании (Справочник механика дрожжевого завода. / Шишацкий Ю.И., Семенов Н.Ф., Федоров В.А., Востриков С. В. - М.: Агропромиздат, 1987, с.169), в котором дрожжевая масса охлаждается за счет теплоотдачи в окружающую среду.

Недостатком является неполное охлаждение дрожжей и снижение их качества.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения дрожжей (Справочник механика дрожжевого завода. / Шишацкий Ю.И., Семенов Н.Ф., Федоров В.А., Востриков С.В. - М.: Агропромиздат, 1987, с.151), в котором устройство для реализации способа содержит рабочую камеру, охлаждающую рубашку предматричного участка рабочий камеры и шнек. Дрожжевая масса, поступающая из бункера, перемещается шнеком в рабочей камере и благодаря постепенному повышению давления, которое достигает максимального значения в предматричной зоне, температура материала существенно повышается (с ˜4 до 14-16°С). Отвод теплоты от дрожжей осуществляется ледяной водой, подаваемой в рубашку предматричного участка рабочей камеры.

Недостатком известного способа охлаждения является высокая конечная температура дрожжей (11-12°С), которая повышается в ходе дальнейших технологических операций (резка дрожжей на брикеты и упаковка в этикеточную бумагу, транспортирование пачек к месту укладки в тару, транспортирование упакованной продукции в холодильную камеру), что приводит к снижению качества прессованных дрожжей (повышение риска их протеолиза и снижение стойкости) и существенному росту энергозатрат при их охлаждении в холодильных камерах до конечной температуры 2-4°С. Кроме того, в случае недостаточно спрессованной дрожжевой массы, что может иметь место на практике, выделяется теплота при дыхании клеток. В этом случае повышение температуры дрожжей вследствие их самосогревания активизирует деятельность протеолитических ферментов с последующим расщеплением белка и утратой стойкости дрожжей (Новаковская С.С., Шишацкий Ю.И.. Производство хлебопекарных дрожжей: Справочник - М: Агропромиздат, 1990, с.125-127).

Следовательно, при формовании дрожжей их необходимо обязательно охладить до конечной температуры 2-4°С, что повысит качество продукта.

Недостатком устройства для его осуществления является нехватка поверхности теплопередачи, что не позволяет охладить дрожжи до требуемой конечной температуры.

Технической задачей изобретения является интенсификация процесса охлаждения дрожжей при формовании, повышение качества и снижение энергозатрат при их охлаждении в холодильных камерах.

Поставленная задача достигается тем, что в способе охлаждения дрожжей при формовании, включающем отвод теплоты водой, подаваемой в рубашку предматричного участка рабочей камеры, согласно изобретению одновременно отвод теплоты осуществляют по всей длине рабочей камеры ледяной водой, подаваемой в витки шнека.

В устройстве для осуществления способа охлаждения дрожжей при формовании, включающем рабочую камеру, охлаждающую рубашку предматричного участка рабочей камеры и шнек, новым является то, что вал шнека и его витки для подачи ледяной воды выполнены полыми, при этом полый вал оснащен коаксиально расположенной трубой, прикрепленной к валу, для отвода отработанной воды.

За счет отвода теплоты от дрожжей ледяной водой с температурой 1-2°С, подаваемой в рубашку предматричного участка рабочей камеры, температура дрожжей понижается. Эффективность охлаждения повышается за счет оребрения по спирали наружной стенки корпуса рабочей камеры в пределах рубашки, поскольку поверхность теплоотдачи увеличивается, а термическое сопротивление теплоотдачи с этой стороны стенки R_α2 уменьшается (R_α2=1/α₂F, где α₂ - коэффициент теплоотдачи от стенки корпуса к ледяной воде, Вт/(м²·К), F - площадь оребренной поверхности, м²), увеличивается также скорость и турбулизация потока. В результате интенсифицируется теплопередача. За счет одновременного отвода теплоты от дрожжей по всей длине рабочей камеры ледяной водой с температурой 1-2°С, подаваемой в полые витки шнека, существенно интенсифицируется охлаждение дрожжей и температура их на выходе из устройства составляет 2-4°С. При подводе ледяной воды и отводе отработанной воды для любых сечений соблюдается принцип неразрывности потока, то есть wS=const (где w - скорость потока, м/с, S - площадь поперечного сечения, м²).

На фиг.1 представлен общий вид формовочного устройства, на фиг.2 - разрез А-А по шнеку, на фиг.3 - направление тепловых потоков.

Формовочное устройство (фиг.1) содержит бункер 1, рабочую камеру 2, полый шнек 3 с полыми витками 4, трубу 5, охлаждающую рубашку 6 предматричного участка рабочей камеры, матрицу 7, отверстия 8 для входа ледяной воды и 9 для выхода отработанной воды, заглушку 10.

Процесс охлаждения проводят следующим образом. Выделенная на вакуум-фильтре дрожжевая масса с температурой ˜6°С поступает в бункер 1, из которого - в рабочую камеру 2. Здесь дрожжевая масса захватывается шнеком 3 и выпрессовывается через матрицу 7. В процессе перемещения дрожжей в рабочей камере давление повышается и достигает максимального значения в предматричном участке рабочей камеры, вследствие чего дрожжи нагреваются. С целью исключения повышения температуры дрожжей от них непрерывно отводится теплота ледяной водой с температурой 1-2°С. Последняя подается по кольцевому зазору, образованному полым шнеком 3 и трубой 5 и ограниченному заглушкой 10. Ледяная вода проходит последовательно через полости всех витков 4 (фиг.2), имеющих большую поверхность контакта с дрожжами, которые эффективно охлаждаются. Отработанная вода отводится через отверстие 9 по трубе 5. Подача ледяной воды и отвод отработанной производится через вращающийся шнек 3 с прикрепленной к нему трубой 5 посредством специального распределительного устройства (не показано).

Одновременно отвод теплоты от дрожжей в предматричной зоне отводится ледяной водой, проходящей через рубашку 6.

Таким образом, одновременный отвод теплоты ледяной водой по всей длине формовочного устройства с помощью шнека и в предматричной зоне с помощью охлаждающей рубашки позволяет эффективно охлаждать дрожжи (фиг.3), которые на выходе из устройства имеют конечную температуру 2-4°С.

Предлагаемый способ охлаждения дрожжей при формовании и устройство для его осуществления позволяют:

- интенсифицировать процесс охлаждения дрожжей;

- повысить качество прессованных дрожжей;

- снизить энергозатраты при охлаждении дрожжей в холодильных камерах.

Устройство для охлаждения дрожжей при формовании, характеризующееся тем, что оно включает рабочую камеру, охлаждающую рубашку предматричного участка рабочей камеры и шнек, вал и витки которого выполнены полыми и служат для подачи ледяной воды 1-2°С, при этом полый вал оснащен прикрепленной к нему коаксиально расположенной трубой для отвода отработанной воды.