Оборудование для тепловой обработки туш свиней

Лекция 7

Шпарка – тепловой процесс, при котором поверхностный слой туши прогревают на глубину залегания корня щетины и волоса, что приводит к размягчению шкуры и уменьшению сил сцепления. Процесс регулируют по конечной температуре поверхности туши и продолжительности выдержки при этой температуре.

С позиций теплофизических расчетов процесс шпарки сводится к определению продолжительности нагрева поверхностного слоя туши заданной толщины при конвективном подводе теплоты от среды, имеющей постоянные температуру и скорость. Вместе с тем сложный и разнообразный характер конфигурации поверхности туши, а также неоднородность термического сопротивления щетины и волоса на различных участках не позволяет провести точный аналитический расчет процесса. Чтобы определить продолжительность шпарки, используют экспериментальные данные, подтвержденные практикой. Так, продолжительность шпарки свиней при погружении в воду составляет: при температуре среды 60…65 °С от 3 до 4 мин, при 68…70 °С – 1 мин, при 72 °С – 0,25 мин. Увеличение времени выдержки сверх указанного приводит к коагуляции белка дермы и возрастанию сил сцепления. Происходит так называемая перешпарка.

Для шпарки свиных туш методом погружения в горячую воду применяют шпарильные чаны, которые бывают немеханизированные и механизированные. В цехах малой мощности используют немеханизированные чаны. В механизированных чанах туши перемещаются конвейерами или качающимися рамами. Резервуары шпарильных чанов изготовляют из стали и с наружной стороны покрывают слоем теплоизоляции. Чтобы исключить возможность туманообразования в помещении из-за испарения воды, паровоздушную смесь отводят через зонд в систему вентиляции.

Чан шпарильный конвейерный К7-ФШ2-К (рис. 1) представляет собой прямоугольный резервуар 11 из толстолистовой стали, усиленный каркасом 6. На каркасе смонтирован конвейер 1, состоящий из цепи, роликов 2, пластин 10, пальцев 23, люлек 9 для укладки туш. Конвейер приводится в движение электродвигателем 4, редуктором 3, приводным валом 25 и звездочкой 24. Конвейер перемещается по направляющим 5. На верхних полках каркаса имеются душевое 16 и фиксирующее устройство 15 для удержания туш от всплытия. Вода в душевое устройство подается через трубу 17 центробежным насосом 18 с электродвигателем 20, установленным на раме 19. На правой верхней полке каркаса установлен механизм синхронизации 14, связанный цепной передачей с приводным валом конвейера, на правой боковой стенке резервуара – паропровод 7 с регулятором температуры 26 воды в чане и водонагревателем 8. Натяжение цепи осуществляется натяжным устройством, состоящим из натяжного вала 12 и звездочки 13. На плите 22 установлен защитный кожух 21.

Шпарке подвергаются свиные туши, уложенные в люльки перемещающегося конвейера. При полной шпарке туши удерживаются от всплытия трубчатыми зажимами с грузами фиксирующего устройства. После нагрева воды до 62…65 °С и пуска конвейера двое рабочих скатывают тушу свиньи в люльку и укладывают ее строго ориентированно брюшной частью вниз, что особенно важно при частичной шпарке. Скорость конвейера устанавливают таким образом, чтобы во время шпарки соответствовало технологическим требованиям и было в пределах 2…4 мин. По окончании шпарки направляющие выводят цепь с люльками из воды, при повороте люльки на приводной звездочке происходит выброс туши на приемный стол скребмашины. Температура вода в чане поддерживается с помощью регулятора на паропроводе, осуществляющего равномерную по длине резервуара подачу пара в воду через смеситель, уровень ее при полной и частичной шпарке – путем поворота коромысла сливного устройства, расположенного на задней стенке чана.

Рис. 1. Чан шпарильный конвейерный К7-ФШ2-К

Расчет шпарильного чана

Тепловой расчет аппарата проводят для условий пуска и рабочего режима.

При пуске аппарата теплота (Дж) расходуется на нагрев воды (Дж) и конструкций чана (Дж)

где геометрический объем чана, м³; коэффициент заполнения чана ( ; плотность воды, кг/м³; кратность обмена воды в смену; и конечная и начальная температура воды, ^°С; – удельная теплоемкость воды;

,

где масса нагревающихся деталей чана и изоляции, кг; соответствующие удельные теплоемкости деталей, Дж/(кг·К).

В установившемся рабочем режиме теплота (Дж) расходуется на нагрев поверхности туш (Дж), на потери через стенки и дно чана (Дж) и на испарение (Дж) с открытой поверхности резервуара

,

где удельная теплоемкость мяса ( , Дж/(кг·К); площадь поверхности туши, м²; плотность свинины ( кг/м³; разность температур нагрева, К; толщина прогреваемого слоя туши ( , м.

Потери (Дж) теплоты через стенки и дно

,

где соответствующие коэффициенты теплопередачи, Вт/(м²·К); площади теплопередающих поверхностей, м².

Потери (Дж) теплоты на испарение

= ,

где скрытая теплота парообразования, Дж/кг; массовое количество испарившейся воды, кг/с.

При нагревании воды в чане острым паром расход пара (кг) составит

,

где суммарный расход теплоты при нагревании воды или в процессе шпарки, Дж; i – удельная энтальпия пара, Дж/кг; i₁ – удельная энтальпия конденсата, Дж/кг.