Линия производства сухого цельного молока с расчетом распылительной сушилки форсуночного типа

пояснительная записка.doc

Описание технологических процессов осуществляемых в оборудовании проектируемой линии
Подбор технологического оборудования линии
1 Продуктовый расчет
2 Подбор оборудования и составление графика загрузки
Анализ конструкций аппаратов аналогичных проектируемому
1. Материальный расчет
3. Конструктивный расчет
4. Расчет вспомогательного оборудования
Описания конструкции и принципа действия
разрабатываемого аппарата
Рекомендации по эффективной эксплуатации разработанного аппарата
Ассортимент сухих молочных продуктов довольно обширный. Вырабатывают сухое цельное молоко обезжиренное молоко и пахту сухие сливки без сахара и с сахаром сухие кисломолочные продукты сухую сыворотку сухие продукты для детского питания. Производство сухих молочных продуктов основано на сгущении и последующем удалении из молока воды путем высушивания [1].
Сухие молочные продукты представляют собой порошки обладающие сыпучестью которая зависит от силы трения и сцепления частиц между собой. Характеризуются продукты высокой массовой долей сухих веществ (950-985%) что обеспечивает им хорошую транспортабельность. Конечная массовая доля влаги в них колеблется в зависимости от вида продукта от 15 до 50 %. Форма частиц продуктов зависит от технологии сушки. Частицы продуктов распылительной сушки имеют шарообразную форму (сухое цельное молоко) форму агломератов (сухое молоко «Смоленское») и агломератов запыленных поверхностно-активными веществами (сухое быстрорастворимое цельное молоко сухое быстрорастворимое молоко 15% жирности) [2].
ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫХ В ОБОРУДОВАНИИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЛИНИИ
Схема технологической линии производства сухого цельного молока представлена на рисунке 1.1 [3].
Рисунок 1.1 – Схема технологической линии производства сухого молока: 1 — промежуточная емкость; 2 — насос центробежный; 3 — пастеризационная установка; 4 — емкость для пастеризованного молока; 5 — вакуум-выпарная установка; 6 — емкость для сгущенного молока; 7 — насос для сгущенного молока; 8 — гомогенизатор; 9 – емкость для сгущенного гомогенизированного молока; 10 – ротационный насос; 11 – сушильная установка; 12 – охладительная установка; 13 – линия фасовки и упаковки сухого молока; 14 – автомат для фасовки сухого молока в мешки
Молоко после нормализации пастеризуется при 85-87 0С без выдержки и при 92-95 0С с выдержкой 3 мин. Молоко сгущается до 46-48 % сухих веществ и реже – до 50-54 %. Поскольку при сгущении происходит дестабилизация молочного жира молоко после сгущения гомогенизируется на гомогенизаторах для молока при давлении 98-123 МПа и температуре 50-60 0С. В результате гомогенизации снижается количество свободного жира в сухом молоке присутствие которого нежелательно из-за быстрого окисления при хранении сухого молока.
После гомогенизации сгущенное молоко из промежуточной емкости сначала направляется на сушку а затем охлаждается и фасуется. Скорость продукта влияет на содержание свободного жира в продукте.
Процесс охлаждения осуществляют двумя способами. По одному способу сухой продукт охлаждается в процессе пневмотранспортировки после выгрузки его из сушильной башни. В течение нескольких секунд он охлаждается до 25-35 °С. По другому способу охлаждение проводят путем подачи сухого молока на вибрирующую перфорированную пластину сквозь отверстия которой проходит охлаждаемый воздух. Продукт при этом находится в псевдоожиженном состоянии. Продолжительность охлаждения около 5 мин а температура охлажденного продукта 18-20 °С.
После охлаждения продукт фасуется. Из промежуточного бункера продукт транспортируется пневмо- или аэрозольтранспортом к автомату для фасовки. Сухое цельное молоко фасуется в герметическую тару так как из-за высокой гигроскопичности они могут быстро увлажняться. В качестве мелкой тары используют жестяные банки вместимостью 250 500 и 1000 г со сплошными или съемными крышками комбинированные картонно-металлические банки на 250 и 500 г и картонные коробки с вкладышами из полиэтиленовой или целлофановой пленки. Картонно-металлические банки с внутренней стороны покрыты слоем алюминиевой фольги. В качестве крупной тары используют четырех- и пятислойные бумажные мешки и фанерно-штампованные бочки с полиэтиленовым вкладышами вместимостью 25-30 кг. После наполнения полиэтиленового вкладыша верхний шов герметически заделывают.
Продолжительность хранения сухого цельного молока при температуре 1-10 0С не более 6 месяцев влажность его должна быть не выше 4 % (герметическая упаковка) и 7 % (негерметическая упаковка). Растворимость сухого продукта также зависит от характера упаковки и составляет соответственно 02 и 06 мл сырого осадка (98 и 96 %).
ПОДБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИИ
Используя формулы материального баланса сушки определим производительность сушилки G1 по сгущенному молоку [4]:
где W – производительность сушилки по испаренной влаге кгч согласно задания W=800 кгч;
– начальная влажность продукта % по заданию 1=54 %;
– конечная влажность продукта % по заданию 2=3 %.
Тогда производительность сушилки G2 по сухому цельному молоку [4]:
G2=1522-800=722 кгч.
Таким образом чтобы обеспечить непрерывную работу сушилки с производительностью 800 кгч по испаренной влаге количество сгущенного молока Gсг подаваемого на сушилку равно 1522 кгч с конечным содержанием сухих веществ СВк =46 %.
Определим количество нормализованного молока Gнм подаваемого в вакуум-выпарную установку с начальным содержанием сухих веществ СВн=123 % [4]:
Тогда производительность вакуум-выпарной установки по испаренной влаге [4]:
Для определения требуется ли нормализация цельного молока определим соотношение между жиром и сухим обезжиренном остатком в исходном цельном молоке и готовом продукте [5]. С учетом того что количество жира в цельном молоке Жм=36 % а в сухом Жг=25 % и количество сухого обезжиренного осадка в цельном молоке Ом=9 % а в продукте Ог=68 % [3] то
Так как > то нормализацию молока проводим обезжиренным молоком. Массу обезжиренного молока Gоб определим по формуле [5]:
где Ооб – содержание сухого обезжиренного остатка обезжиренного молока % Ооб=875 % [3];
Жоб – содержание жира в обезжиренном молоке % Жоб=005 % [3].
Тогда количество цельного молока необходимого для обеспечения работы линии составит:
Принимаем продолжительность рабочей смены 8 ч тогда объем перерабатываемого молока в смену составит 43160 кгсмену.
Примем продолжительность работы участка приемки цельного молока 2 ч. Тогда производительность оборудования приемки составит 431602=21580 кгч.
Требуемую вместимость емкости V для резервирования цельного молока с учетом того что в этой же емкости проводится нормализация и цех переработки начинает работать через 05 ч после начала приемки определим по формуле:
где Gнм.смен – сменная производительность линии по нормализованной смеси кгсмену;
– продолжительность приемки ч =2 ч.
При продолжительности рабочей смены 8 часов сменная производительность линии по нормализованной смеси составит 45536 кгсмену. Тогда
По результатам продуктового расчета выполним подбор технологического оборудования [6 7] результаты которого приведены в таблице 2.1. В соответствии с подобранным оборудованием составим график загрузки (таблица 2.2) [5].
В таблице 2.2 применены следующие условные обозначения:
Таблица 2.1 – Подбор оборудования для линии производства сухого цельного молока
Наименование технологической операции
Количество единиц в
Производительность (вместимость)
Габаритные размеры м; масса кг
Резервирование и нормализация
Емкость для хранения молока
Электронасос центробежный типа 36-1Ц28-20 марки Г2-ОПБ
Установка пастеризационная трубчатая марки Т1-ОУТ
Промежуточное резервирование
Резервуар марки Г6-ОСВ-4
Вакуум-выпарная установка пленочного типа
Одновинтовой электронасосный агрегат марки П8-ОН2Т
Гомогенизатор А1-ОГМ-25
Одновинтовой электронасосный агрегат П8-ОН2Т
Форсуночная распылительная сушильная установка
Таблица 2.2 – График загрузки оборудования линии производства сухого цельного молока
АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ АППАРАТОВ АНАЛОГИЧНЫХ
В пищевой промышленности применяются разнообразные сушилки так же как и разнообразные материалы которые подвергаются сушке. Классификация сушилок может быть произведена на основе различных признаков [4]. Данная классификация представлена в таблице 3.1.
Таблица 3.1 – Классификация сушилок
Классифицирующий признак
Периодического и непрерывного действия
Способ подвода тепла
Кондуктивные радиационные конвективные и высокочастотные
Род сушильного агента
Воздушные с применением топочных газов и перегретого пара
Давление в сушильной камере
Атмосферные вакуумные глубоковакуумные
Вариант сушильного процесса
С нормальным процессом с подогревом внутри камеры и промежуточным подогревом с возвратом отработанного воздуха и др.
Циркуляция сушильного агента
С естественной и принудительной циркуляцией
Камерные шахтные ленточные барабанные трубчатые коридорные распылительные и др.
Направление потока материала и сушильного агента
Противоточные прямоточные с перекрестным потоком
В зависимости от того какие молочные продукты (жидкие либо твердые) подвергаются сушке установки для сушки (сушильные установки) подразделяют на установки для сушки молока и жидких молочных продуктов и установки для сушки твердых молочных продуктов [1].
Установки для сушки твердых молочных продуктов подразделяют на установки периодического и непрерывного действия. Кроме того эти установки подразделяют на контактные и конвективные. Далее рассмотрены наиболее распространенные из них.
В контактных сушильных установках молочные продукты сушатся теплом воспринимаемым жидкостью от теплопередающей контактирующей с ним поверхности. Современные контактные сушильные установки бывают вальцовыми и ленточными.
В свою очередь вальцовые сушилки можно подразделить на атмосферные (процесс сушки протекает при атмосферном давлении) и вакуумные (процесс сушки протекает при пониженном давлении). По количеству вальцов различают одно – и двухвальцовые сушилки.
Вальцовые сушилки применяют преимущественно для сушки обезжиренного молока пахты и сыворотки. Растворимость продуктов получаемых на этих сушилках не превышает обычно 80–85% поэтому область применения их ограниченна.
На вальцовых сушилках сушат предварительно сгущенное или жидкое обезжиренное молоко. Для сушки цельного молока их применяют реже так как они не обеспечивают достаточно высокого качества продукта.
Вальцовые (контактные) сушилки экономичны по расходу пара (12–13 кг на 1 кг испаренной влаги). Компактность их простота устройства и обслуживания по сравнению с воздушными распылительными сушилками также являются преимуществом [3].
Недостаток вальцовых сушилок – пониженная растворимость готового продукта – в последних конструкциях лучших фирм почти устранен.
На рисунке 3.1 схематично изображена двухвальцовая сушилка. На чугунной станине параллельно между собой и строго горизонтально расположены два полых вальца 6 изготовленные из чугуна. Наружная цилиндрическая поверхность вальцов на которую наносится высушиваемое молоко шлифованная.
Вальцы вращаются со скоростью 10–25 обмин. Привод осуществляется от электродвигателя через редуктор.
Рисунок 3.1 – Двухвальцовая сушилка:
– конденсатоотводчик; 2 – трубка для отвода конденсата; 3 – зонт; 4 – распределительный желоб; 5 – ножи; 6 – вальцы; 7 – шнеки; 8 – поперечный шнек; 9 – поддон; 10 – мельница
Пар поступает внутрь вальцов по кольцевому зазору между неподвижной трубкой 2 для отвода конденсата проходящей в центре цапфы и вращающейся цапфой. В месте соединения паропровода с цапфой имеется сальниковое уплотнение. Конденсат скапливается в нижней части барабана куда подходит конец неподвижной трубки 2 и под давлением пара выходит из барабана по этой трубке к конденсатоотводчику 1.
Над сушилкой находится зонт 3 в который поступает пар от высушиваемого продукта. Удаляется пар через трубопровод вытяжным вентилятором.
Перед сушкой вальцы продувают паром для удаления воздуха и прогревают при рабочем давлении пара 25–5 кгссм². Молоко подается в распределительный желоб 4 с мелкими отверстиями. Через желоб 4 оно стекает в пространство между вальцами ограниченное с торцовых сторон деревянными щитами плотно подогнанными к вальцам и позволяющими поддерживать постоянный уровень молока в этом пространстве.
Молоко поступает в сушилку обычно горячим поэтому при соприкосновении с горячими вальцами оно быстро закипает.
Проходя через зазор между вращающимися вальцами (02–05 мм) молоко остается на поверхности их в виде тонкого слоя высыхающего и превращающегося в сухую пленку за время поворота вальцов до ножа 5 счищающего пленку (2–25 с). Высушенная пленка молока снимается с поверхности вальцов ножами 5. Нож представляет собой стальную линейку с заточенной одной стороной прилегающей к рабочей поверхности вальца.
Ножи крепятся болтами к чугунной державке которая шарнирно укреплена на станине сушилки. Прижимными винтами державку можно поворачивать в шарнирах а также регулировать силу и равномерность прижатия ножа к вальцу по всей его длине.
Снятая с поверхности вальцов ножом сухая пленка падает в желоб по которому передается шнеком 7 к нижнему желобу. Отсюда шнеком 8 пленка направляется к мельнице 10 где измельчается в порошок а затем ссыпается в тару.
У некоторых сушилок имеется вариатор скорости вращения вальцов.
Молоко на поверхность вальцов сушилки может поступать не только стекая из распределительного желоба но и распылением струи воздуха.
Вальцовые вакуумные сушилки применяют для сушки продуктов при относительно низких температурах (60–70°С). При этом продукты получаются значительно лучшего качества чем на вальцовых атмосферных сушилках хотя растворимость их все же недостаточна. В вальцовых вакуумных сушилках вальцы расположены в камере где поддерживается вакуум. Сгущенное молоко из специальных резервуаров подается на вальцы. За время поворота вальцов примерно на 300° молоко высушивается и снимается ножами. Сухой продукт шнеком транспортируется к разгрузочным бункерам [1].
Чтобы частички молока пар и воздух не уносились из камеры сушилки они перед конденсатором проходят гидравлический затвор.
Через цапфы вальцов подается пар и отводится конденсат. В камере сушилки давление поддерживается 015·104–02·104 Па.
В зависимости от типа сушилок и вида высушиваемых продуктов продолжительность сушки колеблется от 2 до 20 с. В сушилках с распылительным устройством вследствие равномерного нанесения молока на поверхность вальцов увеличена частота вращения барабанов и сокращена продолжительность сушки.
С увеличением пути проходимого высушиваемой частицей а следовательно и частоты вращения барабанов производительность вальцовых сушилок повышается.
Ленточная сушилка (рисунок 3.2) работает следующим образом. Жидкий продукт специальным питающим устройством 1 наносится на нижнюю сторону бесконечной ленты конвейера 7 из нержавеющей стали. Над лентой справа от входа продукта установлены электронагревательные приборы 6 с регулируемым напряжением что обеспечивает более интенсивный нагрев в начале процесса и более слабый по мере выпаривания.
Рисунок 3.2 – Ленточная сушилка:
– питающее устройство; 2 – приемник; 3 – воздушный затвор; 4 – нож; 5 8 – барабаны; 6 – электронагревательные приборы; 7 – лента-конвейер
Продукт пройдя первую зону нагрева поступает на обогреваемый паром барабан 8 температура в котором зависит от условий сушки и изменяется от 60 до 149 °С а затем проходит вторую зону нагрева электронагревательными приборами. Степень нагрева также можно регулировать. Продолжительность цикла сушки в зависимости от вида продукта от 15 с до нескольких минут.
Сухой продукт охлаждается на барабане 5 снимается с ленты специальным ножом 4 и шнеком подается в два приемника 2 разгружающиеся поочередно. Для этого специальный воздушный затвор 3 гасит в них вакуум который создается многоступенчатым пароструйным эжекторным агрегатом. Остаточное давление в системе 70–1500 Па.
На рисунке 3.3 представлена конвективная барабанная сушильная установка непрерывного действия. Стальной цилиндр (барабан) 3 расположен наклонно и вращается со скоростью 2-4 обмин. На внутренней поверхности его находятся лопасти 6 которыми казеин или молочный сахар пересыпаются в барабане [4].
Рисунок 3.3 – Барабанная сушилка непрерывного действия:
– загрузочный бункер: 2 – уплотняющие кольца: 3 – стальной цилиндр (барабан); 4 и 7 – опорные реборды; 5 – шестерня; 6 – лопасти; 8 – подпорное кольцо; 9 – вентилятор; 10 и 12 – опорные ролики; 11 – приводной механизм
Измельченный продукт непрерывно поступает в барабан и постепенно продвигается вдоль него. С этой же стороны подается горячий воздух. Отработавший воздух удаляется вентилятором. Интенсивное перемешивание и параллельное движение воздуха и продукта позволяют повышать температуру воздуха до 100 °С без ущерба для качества продукта. Скорость движения воздуха в барабане около 15 мсек продолжительность сушки 45-55 мин.
Конвективные сушилки периодического действия применяют шкафного типа с огневым (естественная вентиляция) или паровым калорифером (искусственная вентиляция). Шкаф сушилки разделен на секции в которых помещаются деревянные рамы (площадью 1 м2) обтянутые тканью. Рамы устанавливаются горизонтально одна над другой с промежутками для прохода нагретого воздуха. Во время сушки продукт несколько раз перемешивают [3].
На рисунке 3.4 приведена сушилка периодического действия шкафного типа с паровым калорифером. Шкаф состоит из двух секций между которыми проходит воздух температурой 70-75 °С из калорифера 9 расположенного вверху. Отработавший воздух уходит через трубу 5 или возвращается по трубе 6 в вентилятор 8 для повторного использования. Такая рециркуляция сокращает расход пара. Количество воздуха выбрасываемого наружу и возвращаемого в вентилятор для рециркуляции регулируют шиберами.
Рисунок 3.4 – Сушилка шкафная для казеина с паровым калорифером:
– сборник горячего воздуха; 2 – подвесные регулирующиеся шторки; 3 – сушильные рамы; 4 – сборник отработавшего воздуха; 5 – выбросная труба; 6 – возвратная труба; 7 – заборная труба свежего воздуха; 8 – вентилятор; 9 – паровой калорифер; 10 – психрометр
Свежий воздух поступает по трубе 7. Количество его также регулируют шибером. Количественное соотношение свежего и отработавшего воздуха устанавливают в зависимости от влажности уходящего из отсека воздуха проверяемой психрометром 10.
Распылительные установки для сушки можно квалифицировать по способам распыления очистки и подачи воздуха а также по расположению сушильной башни и растворимости готового продукта [4].
По способу распыления их подразделяют на дисковые и форсуночные. В дисковых установках продукт распыляется под действием центробежной силы дисками а в форсуночных распыляется вылетая с большой скоростью из форсунок.
По способу очистки отходящего из сушильной башни воздуха выделяют установки с матерчатыми рукавными фильтрами установки для сушки с циклонной очисткой воздуха и установки для сушки с мокрой очисткой воздуха.
По способу подачи воздуха в сушильную башню и направлению его движения в ней различают установки для сушки противоточные прямоточные смешанные и комбинированного типа. В противоточных установках воздух и высушиваемый продукт движутся противоположно один другому в прямоточных воздух и продукт движутся в одну сторону в установках смешанного типа воздух подается в сушильную установку из нескольких мест а в комбинированных установках совмещаются различные технологические процессы (обезвоживание агломерация охлаждение кристаллизация и т. д.).
По расположению сушильной башни установки для сушки делят на вертикальные и горизонтальные.
По способу удаления сухого продукта из сушильной башни различают установки со скребковым механизмом с пневматическим уборщиком установки с ленточными шнековыми или вибрационными транспортерами а также с гравитационным механизмом удаления продукта.
По растворимости готового продукта различают установки для получения сухого продукта обычной растворимости и установки для получения быстрорастворимого сухого молока.
В настоящее время выделяют еще распылительные установки для сушки вспененного продукта акустические и низкотемпературные.
Сухие продукты полученные на распылительных сушильных установках обладают хорошей растворимостью (999%). Поэтому эти установки широко применяют для сушки цельного молока сливок мороженого пахты обезжиренного молока сыворотки продуктов детского питания ЗЦМ а также для производства сухого масла [3].
Распылительная сушильная установка смешанного типа производительностью 300 кг испаренной влаги в час показана на рисунке 3.5 [1].
Сушильная башня имеет цилиндрическую форму. Для уменьшения потерь теплоты башня имеет слой изоляционного материала из шлаковаты толщиной 75 мм. Из сушильной башни молочный порошок удаляется скребковым механизмом и шнековым транспортером. В процессе работы шнек диаметром 02 м вращается (частота вращения 083 с–1).
В качестве приводного механизма распылительного диска используется вертикальная паровая турбина мощностью 125 кВт. Отработавший пар турбины используется в калорифере для нагревания воздуха поступающего на сушку. Установка снабжена двумя паровыми пластинчатыми калориферами суммарная поверхность нагрева которых 380 м2. Главный воздушный вентилятор сушильной установки имеет производительность 16000 м3ч.
Сгущенное молоко из промежуточной ванны 1 насосом 28 подается в бак 8 откуда поступает на распылительный диск 5. Основная масса частиц сухого молока оседает на дно башни 7 где скребковым механизмом через отверстия передается на шнековый транспортер 16. Остальное сухое молоко уносится из башни воздухом который по трубопроводу поступает в фильтровальную камеру 12. Частицы сухого молока осаждаются на поверхности фильтровальной ткани а воздух вентилятором 14 удаляется в атмосферу.
Рисунок 3.5 – Распылительная сушильная установка смешанного типа:
– промежуточная ванна; 2 – пылевой фильтр; 3 – калорифер; 4 – регулятор турбины 5 – распылительный диск; 6 – паровая турбина; 7 – сушильная башня; 8 – бак для молока с регулирующим устройством; 9 – устройство для автоматической подачи продукта; 10 – встряхивающее устройство; 11 – калорифер для продувочного воздуха; 12 – фильтровальная камера; 13 – охлаждающее сито; 14 – главный вентилятор для отвода воздуха; 15 25 – вентиляторы для подачи горячего и охлаждающего воздуха; 16 – шнековый транспортер; 17 – привод уборочного механизма; 18 – охладитель; 19 – масляный фильтр; 20 – шестеренный насос для масла; 21 – масляный насос; 22 – компрессор для пара выходящего из лабиринтового уплотнения турбины и быстрозапорного вентиля; 23 – регулирующий вентиль; 24 – регулятор давления отработавшего пара; 26 – конденсатоотводчик; 27 – парораспределительная установка; 28 – насос для молока
Рукавные фильтры периодически встряхиваются. Сухое молоко осыпается в бункер шнекового транспортера 16 который передает готовый продукт к охлаждающему ситу 13 откуда порошок поступает в тару.
Наружный воздух проходит через пылевой фильтр 2 где очищается от механических примесей затем подогревается в калориферах 3 обогреваемых острым и мягким паром. Диск 5 приводится во вращение паровой турбиной 6 работающей на остром паре.
Сушильные установки смешанного типа используются для производства сухого обезжиренного и цельного молока сухих сливок и заменителей цельного молока.
Прямоточная распылительная сушильная установка с циклонной очисткой отработавшего воздуха приведена на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6 – Прямоточная распылительная сушильная установка с циклонной очисткой отработавшего воздуха:
– ванна для исходного продукта; 2 – насос; 3 – щит управления; 4 – редуктор; 5 – сушильная башня; 6 – воздухораспределительная головка; 7 – дефлектор; 8 – вентилятор для отсасывания воздуха; 9 – возвратный воздуховод; 10 – вентилятор для возврата воздуха; 11 – второй циклон; 12 – сборник порошка; 13 – затвор для выпуска порошка; 14 – первый циклон; 15 – пневмотранспортное устройство; 16 – воздуховод для отработавшего воздуха; 17 – устройство для отвода порошка; 18 – калорифер; 19 – воздуховод для поступающего воздуха; 20 – вентилятор для нагнетания воздуха; 21 – фильтр для наружного воздуха
Исходный продукт из ванны 1 насосом 2 подается на распылительный диск приводимый в движение электродвигателем через редуктор 4. Через воздухораспределительную головку 6 вентилятором 20 подается воздух очищенный в фильтре 21 и нагретый в калорифере 18.
В нижней конусной части сушильной башни 5 отработавший воздух поступает сначала в воздуховод 16 а затем в первый циклон 14. Здесь продукт опускается вниз а воздух вентилятором 8 отводится из сушилки. Порошок из первого циклона 14 и сушильной башни по пневмотранспортному устройству 15 поступает во второй циклон 11 воздух из которого вентилятором 10 возвращается в выходной воздуховод 16. Сухой продукт попадает в сборник 12 и через затвор 13 его выгружают из сушильной установки.
Управление сушильной установкой сконцентрировано на щите управления 3 на который выведены основные приборы автоматического контроля за процессом.
В процессе эксплуатации эти сушилки положительно зарекомендовали себя как простые в эксплуатации. Несмотря на это они имеют конструктивные недостатки: неудобство в чистке в период между сушками наличие пригара на жалюзийной воздухораспределительной головке.
В настоящее время одна из указанных сушильных установок модифицирована. Центральный воздуховод для подачи горячего воздуха расположенный внутри сушильной башни демонтирован. Вместо него смонтировано воздухораспределительное устройство для сосредоточенной подачи теплоносителя на факел распыла сверху. Проведенные испытания и последующая эксплуатация переоборудованной установки показали ее полную работоспособность позволили повысить производительность сушилки и уменьшить пригар молочного порошка.
Сушильная установка для производства сухого обезжиренного молока мелкие частицы которого в той или иной мере агломерировались с более крупными показана на рисунке 3.7. Отличительными особенностями этой
Рисунок 3.7 – Установка для производства сухого обезжиренного молока: 1 – бачок; 2 – насос; 3 – калорифер; 4 – распылитель; 5 – сушильная башня; 6 – главный циклон; 7 – дополнительный циклон; 8 – трубопровод для возврата мелких частиц; 9 – виброохладитель; 10 – патрубок для удаления мелких частиц из сушильной башни
установки являются отсутствие пневмотранспорта для готового продукта и наличие возврата циклонной фракции обратно в сушилку.
Сгущенное молоко поступает в бачок 1 из которого насосом 2 подается в дисковой распылитель 4. Для сушки молока используется горячий воздух нагреваемый в калорифере 3. Сушильная башня 5 имеющая коническое днище в нижней части снабжена патрубком 10 для удаления мелкой фракции порошка в главный циклон 6. Готовый продукт поступает для охлаждения в виброохладитель 9. Фракции молочного порошка отделяемые в циклонах 6 и 7 по трубопроводу 8 возвращаются в сушильную башню 5.
Прямоточные распылительные сушильные установки типа РСМ (рисунок 3.8) производительностью 500 и 1000 кг испаренной влаги в час получили в последние годы определенное распространение в молочной промышленности нашей страны.
Сушильная установка состоит из вертикальной цилиндрической сушильной башни снабженной коническим днищем циклонов и вспомогательными устройствами. Внутренний диаметр цилиндрической части сушильной башни 55 м высота 3 м при общей ее высоте – 755 м. Внутренняя
Рисунок 3.8 – Принципиальная схема сушильной установки типа РСМ:
– сушильная камера; 2 – дисковый распылитель; 3 – воздухораспределитель; 4 – вентилятор; 5 – дополнительный вентилятор; 6 – бункер-накопитель; 7 – циклоны; 8 – пневмотранспортная линия; 9 – вибролоток; 10 – фильтр; 11 – вентилятор высокого давления; 12 – калорифер; 13 – шестеренный насос
поверхность сушильной башни облицована нержавеющей сталью. Теплоизоляция выполнена из минеральной ваты снаружи она покрыта листовым алюминием.
В центре верхней части сушильной башни смонтированы воздухораспределитель 3 и дисковый распылитель 2.
Частота вращения распылителя 200–250 с–1. Воздух подаваемый на сушку нагревается в калорифере 12 при давлении пара 11·105 Па. Расход пара на сушку составляет 1460 кгч. Воздух подается нагнетательным вентилятором 11 высокого давления производительностью 14200 м3ч. После прохождения калорифера воздух нагревается до температуры 180 – 200 °С и сосредоточенно подается в корень факела распыла. При этом в воздухораспределителе поток воздуха подвергается закрутке в направлении противоположном направлению движения частиц распыленного продукта. После потери частицами продукта высокой начальной скорости они совместно с потоком воздуха движутся по нисходящей спиралеобразной траектории. Имеющий температуру 85 – 96 °С отработавший воздух с наиболее мелкими фракциями молочного порошка через специальный патрубок выводится из сушильной башни в батарею циклонов 7 для очистки. Воздух отсасывается вентилятором 4. Высушенный молочный порошок по коническому днищу сушильной башни ссыпается в вибролоток 9 из которого подается в пневмотранспортную линию 8.
Пневмотранспортирование сухого молочного порошка осуществляется воздухом забираемым непосредственно из цеха дополнительным вентилятором 5. Перед поступлением в пневмотранспортную линию воздух очищается в фильтре 10 со сменными элементами из крепсилона. В процессе пневмотранспортирования молочный порошок охлаждается до температуры которая на 10 – 15 °С выше температуры засасываемого воздуха. В пневмотранспортную линию поступает также молочный порошок из батареи циклонов. Молочный порошок поступает по пневмотранспортной линии в разгрузочный циклон из которого подается в бункер-накопитель 6. Ввиду недостаточной очистки воздух из разгрузочного циклона возвращается в воздуховод по которому отработавший воздух из сушильной башни подается в батарею циклонов.
С помощью шлюзового затвора установленного под бункером-накопителем готовый продукт выгружается из установки после чего осуществляется фасовка его в крафт-мешки.
Сушильная установка со скрубберами производительностью 1000 кг испаренной влаги в час показана на рисунке 3.9.
Сгущенное молоко из вакуум-выпарной установки через поочередно работающие фильтры 1 шестеренным насосом 2 направляется в пластинчатый подогреватель 3. После нагревания до 60 °С сгущенное молоко подается в гомогенизатор 24 и далее в емкости из которых насосом 22 направляется
Рисунок 3.9 – Принципиальная схема сушильной установки со скрубберами:
– фильтр; 2 – шестеренный насос; 3 – пластинчатый подогреватель; 4 – воздухораспределитель; 5 – распылитель; 6 – сушильная башня; 7 – калорифер; 8 10 – вентиляторы; 9 – форсунка; 11 – разгрузочный циклон; 12 – распределитель; 13 – вентилятор пневмотранспортной линии; 14 – бункера; 15 – аэрозольтранспортная линия; 16 – пневмотранспортная линия; 17 – пневмотранспортная линия для циклонной фракции сухого молока; 18 – скруббер; 19 – циклон; 20 – переходник; 21 – шлюзовой питатель; 22 – насос; 23 – емкость; 24 – гомогенизатор
на сушку. В сушильной установке предусмотрена возможность непосредственной подачи сгущенного молока в сушилку насосом 2 или гомогенизатором 24.
В сушильной башне 6 диспергирование сгущенного молока осуществляется дисковым распылителем 5. Частоту вращения распылительного диска можно регулировать в широком диапазоне. Окружная скорость его должна составлять 160–200 мс.
Воздух направляемый вентилятором 8 через воздухораспределитель и в сушильную башню 6 подогревается до температуры 160 – 220 °С в калорифере 7. В воздухораспределителе воздух разделяется на два концентрических потока один из которых подвергается закрутке с помощью специальных лопаток а другой направляется на факел распыла продукта.
Отработавший воздух и молочный порошок выводятся через горловину конического днища сушильной камеры в переходник 20 снабженный устройством для частичного инерционного разделения продукта и отработавшего воздуха. При этом отработавший воздух резко изменяющий направление своего движения поступает на дальнейшую очистку в циклон 19 из которого он переходит в скруббер 18. Очищенный вентилятором 10 воздух выбрасывается в атмосферу.
Для обеспечения высокого эффекта очистки отработавшего воздуха в скруббере жидкость распыливается форсункой 9 или коллектором подобных форсунок.
Основная масса молочного порошка из переходника поступает через шлюзовой питатель 21 в пневмотранспортную линию 16 которая соединена с разгрузочным циклоном 11. Далее отработавший воздух возвращается в головной циклон 19 а порошок через шлюзовой питатель и распределитель 12 поступает в бункера 14.
Молочный порошок из бункеров 14 в которых может осуществляться азотирование по аэрозольтранспортной линии 15 направляется на фасовку. Выгружаемый из циклона 19 молочный порошок по пневмотранспортной линии 17 подается в основную пневмотранспортную линию 16.
Распылительные сушильные установки комбинированного типа можно отнести к наиболее прогрессивным системам и некоторые из них приобретают все большее распространение для производства сухих агломерированных молочных продуктов.
Сушильная установка комбинированного типа снабженная инстантайзером фирмы «Ниро-Атомайзер» (Дания) приведена на рисунке 3.10.
Рисунок 3.10 – Принципиальная схема распылительной сушильной установки с прямопроходным инстантайзером фирмы «Ниро-Атомайзер»:
– насос; 2 – фильтр; 3 – калорифер; 4 – воздухораспределитель; 5 – дисковый распылитель; 6 – сушильная башня; 7 – патрубок; 8 – вибролоток; 9 – инстантайзер; 10 – калориферы горячего воздуха; 11 – воздухоохладитель; 12 – главный циклон; 13 – вспомогательный циклон; 14 – разгрузочный циклон; 15 – аэрозольтранспортная линия
Сгущенное молоко насосом 1 подается в дисковый распылитель 5. Горячий воздух нагретый в калорифере 3 через воздухораспределитель поступает в верхнюю часть сушильной башни 6. Молочный порошок из сушильной башни попадает в инстантайзер 9 который выполняет функции вибрационной конвективной сушилки. В первых двух секциях инстантайзера молочный продукт досушивается и агломерируется. Досушка осуществляется в результате подачи в него нагретого в калориферах горячего воздуха. В третьей секции инстантайзера молочный порошок охлаждается холодным воздухом поступающим из воздухоохладителя 11.
Отработавший воздух из сушильной башни имеет температуру на 10 – 15 °С ниже той которая предусмотрена при получении продукта стандартной влажности. При такой температуре молочный порошок поступает в инстантайзер имея влажность 6 – 8% вместо стандартной 4%.
Форсуночные распылительные сушилки (рисунок 3.11) работают следующим образом. Сгущенное молоко поступает из вакуум-аппарата в ванну 1 затем трехплунжерным насосом 3 при давлении 120-130 кгссм2 подается в форсунку 10. Выходя из форсунки распыленное молоко сушится горячим воздухом и сухой порошок падает на дно башни.
Часть порошка уносится из башни воздухом в фильтркамеру 13 где улавливается матерчатыми рукавными фильтрами 12. При периодическом встряхивании рукавов порошок падает в шнековый транспортер. Готовый порошок удаляется со дна башни металлическими щетками вращающимися вокруг оси башни и сметающими порошок в шахту. Из шахты сухое молоко
Рисунок 3.11 – Форсуночная распылительная сушилка:
– ванна для сгущенного молока; 2 – предохранительный клапан; 3 – насос высокого давления; 4 – воздушный баллон; 5 – конденсатоотводчик; 6 – калорифер; 7 – шнек; 8 – воздуховод; 9 – нагнетательный вентилятор; 10 – форсунка; 11 – вытяжной вентилятор; 12 – фильтровальные рукава; 13 – фильтркамера; 14 – фильтр для воздуха
поступает в шнековый транспортер 7 и отводится к месту упаковки. В шнековый транспортер поступает также порошок из фильтркамеры 13.
Воздух засасывается в башню через фильтры 14 где очищается от пыли. Затем он поступает в паровые калориферы 6 нагревается до 150–170 °С и по воздуховодам подводится в сушильную башню в четырех местах (снизу под форсункой сверху над форсункой и по двум плоским каналам расположенным напротив друг друга в боковых стенках башни по касательной к ее окружности).
Количество горячего воздуха подаваемого в сушильную башню регулируют шиберами.
Воздух отработавший в сушильной башне частично охлажденный и увлажненный удаляется из башни через фильтркамеру 13. В фильтркамере находятся матерчатые рукавные фильтры 12 через которые проходит воздух оставляя порошок на внутренней поверхности рукавов.
Рассмотрение распылительных сушильных установок позволяет сделать вывод о том что они представляют собой сложные агрегаты состоящие из ряда устройств и узлов предназначенных для проведения различных процессов играющих важную роль при выработке сухих молочных продуктов.
1 Материальный расчет
Рассчитываем начальную (Gн) и конечную (Gк) массу материала по формулам [4]:
где Uн и Uк – конечная и начальная влажности продукта % по заданию Uн=54 % Uк=3 %;
W – производительность по испаренной влаге кгч по заданию W=800 кгч.
Целью теплового расчета является определение расходов воздуха и тепла для процесса сушки в заданных условиях.
Расчет проводим с использованием диаграммы состояния влажного воздуха. Сначала определяем удельные расходы воздуха и тепла затрачиваемые на испарение одного килограмма влаги из материала а затем определяем полные расходы воздуха и тепла на проведение процесса сушки.
а)Нахождение параметров воздуха и построение теоретического процесса сушки в i-d диаграмме. Для заданного места установки сушилки (г. Владивосток) выписываем летние и зимние средние температуры окружающего воздуха t0 и относительные влажности φ0 воздуха [8].
Зима: t0=-137 ºС φ0=74%.
Лето: t0=206ºС φ0=77%.
Соблюдая масштаб диаграммы строим теоретический процесс сушки для летних и зимних условий работы сушилки (рисунок 4.1).
Определим по i-d диаграмме влагосодержание воздуха на входе в калорифер (x0) на входе в сушилку (x1) и выходе из нее (х2) а также соответствующие энтальпии i0 i1 i2.
Зима: х1=х0=2 гкг х2=36 гкг i0=-76·103 Джкг i1=i2=174·103 Джкг.
Лето: х1=х0=11 гкг х2=455 гкг i0=50·103 Джкг i1=i2=196·103 Джкг.
б)Определение удельных тепловых потерь. Удельные тепловые потери складываются из расхода тепла на нагрев материала и из потерь тепла в окружающую среду.
Расчет удельных тепловых потерь на нагрев материала [8]. В этом расчете температуру материала на выходе из сушилки принимаем равной предельно допустимой температуре его нагрева а удельную теплоемкость высушенного материала 1300-1600 Дж(кг·К) [9]:
где см – теплоемкость высушенного материала Дж(кгК);
– температура материала на входе в сушилку 0С по заданию 1=55 0С;
– температура высушенного материала на выходе из сушилки 0С принимаем 2=75 0С.
qм=7221300(75-55)800=235 кДжкг.
Расчет удельных потерь тепла в окружающую среду. Эти потери принимаем равными 7-15% от удельного расхода тепла в теоретической сушилке.
Удельный расход тепла в теоретической сушилке [4]:
Рисунок 4.1 – Построение процесса сушки в I-d диаграмме для зимнего и летнего периодов
qТ=(174-(-76))((36-2)10-3)=53412 кДжкг.
qп=53412007=3739 кДжкг.
qТ=(196-50)((455-11)10-3)=42319 кДжкг.
qп=42319007=2962 кДжкг.
в)Построение действительного процесса сушки. На основе данных об удельных тепловых потерях строим в i-d диаграмме действительный процесс сушки [4]:
где Δ – разность между удельным приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере кДжкг;
с – теплоемкость влаги во влажном материале при температуре t1 кДж(кгК) с=4180 Джкг [8];
Δ=235+3739-41855=1675 кДжкг.
Δ=235+2962-418·55=898 кДжкг.
Запишем уравнение рабочей линии сушки [4]:
Для построения рабочей линии сушки на диаграмме Рамзина необходимо знать координаты (x и i) минимум двух точек. Координаты первой точки известны: для зимы: x1=0002 кгкг i1=174 кДжкг и для лета: x1=0011 кгкг i1=196 кДжкг. Для нахождения координат второй точки зададимся произвольным значением х и определим соответствующее значение i. Пусть для зимы х=0020 кгкг а для лета х=0030 кгкг.
Тогда по уравнению (4.6):
i=174-1675·(0020-0002) = 1710 кДжкг.
i=196-898·(0030-0011) = 1943 кДжкг.
Через две точки на i-d диаграмме с координатами (х1i1) и (xi) проводим линию сушки до пересечения с заданным конечным параметром t2 = 75 0С.
В точке пересечения линии сушки с изотермой t2 находим параметры отработанного сушильного агента:
Зима: х2 = 0034 (кгкг)
Лето: х2 = 0043 (кгкг)
г)Расчет расхода сухого воздуха на сушку.
Расход сухого воздуха L равен [4]:
L=800(0034–0002)=25000 кгч=69 кгс.
L=800(0043–0011)=25000 кгч=69 кгс.
д)Расчет расхода тепла в калорифере.
Расход тепла в калорифере равен [4]:
Q=25000·(174000-(-7600)3600=126111 кВт.
Q=25000·(196000-50000)3600=101389 кВт.
3 Конструктивный расчет
В этом разделе определим основные размеры сушильной башни и распылительного устройства.
Рабочий объем сушильной башни [1]:
где A – напряжение объема сушильной башни по испаренной влаге кг(м3·ч) по заданию А=10 кг(м3·ч).
Рекомендуемое соотношение высоты H и диаметра D сушильной башни для форсуночных сушилок HD=25 [1] то есть H = 25 D. Тогда с учетом этого соотношения объем цилиндрической башни можно определить по формуле:
Тогда H = 25 344=86 м.
Произведем проверку диаметра сушильной башни из условия дальности полета частиц выбрасываемых распылительной форсункой. Для этого сначала определим диаметр частицы (капли).
Найдем диаметр частицы [1]:
где К – коэффициент для форсуночных сушилок К=3 [1];
a – поверхностное натяжение продукта Нм а=44·10-3 Нм [10];
ρв – плотность воздуха при средней его температуре кгм3;
н – начальная скорость капли продукта вылетающей из форсунки мс принимаем н=150 мс.
Средняя температура воздуха tср:
где t1 – температура воздуха на входе в сушильную башню 0С по заданию t1=165 0С;
t2 – температура воздуха на выходе из сушильной башни 0С по заданию t2=75 0С.
Плотность воздуха при средней температуре можно определить по формуле [8]:
где ρ0 – плотность воздуха при нормальных условиях то есть при температуре Т0=273 К и давлении р0=105 Па кгм3 ρ0=1293 кгм3 [8];
р – рабочее давление Па.
Принимаем р=р0 то есть сушилка работает при нормальном атмосферном давлении тогда
Рассчитаем дальность полета частиц по формуле [1]:
где ρк – средняя плотность высыхающей капли продукта кгм3;
φ – коэффициент сопротивления воздуха φ=13 [1];
к – конечная скорость частицы мс принимаем к=03 мс.
Среднюю плотность высыхающей капли найдем по формуле:
где ρж – плотность сгущенного молока поступающего на сушку кгм3 ρж=1028 кгм3 [10];
ρсух – плотность сухого молочного порошка кгм3 ρсух=520 кгм3 [10].
Диаметр башни с учетом дальности полета частицы [1]:
Так как 34463 то принимаем значение D=63 м и пересчитаем высоту башни:
Рассчитаем количество форсунок используя формулу расхода жидкости через цилиндрическое отверстие. Давление нагнетания принимают согласно рекомендациям [1].
Расход молока одной форсункой [1]:
где d – диаметр отверстия форсунки м принимаем d=20 мм;
– коэффициент истечения =085;
Н – давление перед форсункой м вод. столба принимаем Н=500 м в.с.
Секундный расход исходного молока подаваемого на сушку:
Необходимое количество форсунок [1]:
Принимаем две форсунки.
Диаметры патрубка для подвода сгущенного молока на сушку и воздухопровода определяем по определенному расходу и принятой скорости [4]:
где М – секундный расход среды кгс для сгущенного молока М=Gн для воздуха М=L;
– скорость течения среды мс принимаем для сгущенного молока =15 мс для воздуха =30 мс [4].
Тогда диаметр патрубка для подачи сгущенного молока:
Диаметр воздуховода для подачи воздуха:
Принимаем Dп=575 мм.
4 Расчет вспомогательного оборудования
Определим производительность вытяжного вентилятора [8]:
где – удельный объем влажного воздуха м³кг.
Определим удельный объем влажного воздуха по формуле [8]:
где - газовая постоянная для воздуха Джкг =287 Джкг;
Т – температура воздуха на выходе из сушилки К;
П – общее давление паровоздушной смеси Па П=99308 кПа [8];
– парциальное давление водяного пара Па по i-d диаграмме для точки С находим =62 кПа.
Выполним расчет циклона.
Учитывая конструкцию форсуночной распылительной сушилки и особенности материала выбираем циклон типа ЦН-15 [8].
Рассчитаем условную скорость воздуха ц в цилиндрической части циклона [8]:
где Δр – гидравлическое сопротивление циклона Па;
– коэффициент сопротивления принимаем 0=160 [8].
Согласно рекомендациям [8] принимаем соотношение Δρρв=740 м2с2 тогда
Рассчитаем диаметр циклона D [8]:
Рассчитаем гидравлическое сопротивление циклона [8]:
Рассчитаем основные характеристики циклона в зависимости от принятого диаметра циклона. Параметры циклона определяются в долях от его диаметра [8].
Диаметр выходной трубы:
Ширина входного патрубка:
Высота входного патрубка:
Высота выходной трубы:
Высота цилиндрической части:
Высота конической части:
Общая высота циклона:
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ
РАЗРАБАТЫВАЕМОГО АППАРАТА
Прямоточные форсуночные распылительные сушильные установки горизонтального типа получили распространение в ряде стран. На рисунке 5.1 приведена принципиальная схема сушильной установки производительностью 800 кг испаренной влаги в час.
Установка имеет горизонтальную сушильную камеру выполненную в виде прямоугольного короба с двускатным коническим днищем. В торцевой части сушильной камеры смонтированы два кольцевых воздухораспределителя снабженных специальными гнездами для распыливающих форсунок объединенных общим коллектором. Конструкция узла распыливания
Рисунок 5.1 – Принципиальная схема сушильной установки:
– воздушный фильтр; 2 – циклоны; 3 – воздушный коллектор; 4 – вытяжной вентилятор; 5 – перегородка; 6 – нагнетательный вентилятор; 7 – камера воздушных фильтров; 8 – сушильная камера; 9 – калорифер; 10 – воздуховод; 11 – направляющие пластины; 12 – распылительные форсунки; 13 – вентилятор охлаждающего воздуха; 14 – плунжерный насос; 15 – трубчатый подогреватель; 16 – центробежный молочный насос; 17 – пневматические вибраторы; 18 – центральный шнек; 19 – разгрузочный шлюз; 20 – вентилятор; 21 – разгрузочный циклон; 22 – сито; 23 – пневмотранспортная линия; 24 – промежуточные шнеки
позволяет заменить форсунки в процессе работы установки и осуществлять сушку при их различном количестве. Торцевая сторона сушильной камеры охлаждается воздухом нагнетаемым специальным вентилятором. Ближе к противоположной торцевой стороне сушильная камера снабжена вертикальной направляющей перегородкой которая перекрывает верхнюю прямоугольную часть сушильной камеры в целях снижения нагрузки циклонов. В нижней части сушильной камеры смонтирован шнековый транспортер для удаления молочного порошка. На конических поверхностях днища размещено несколько пневмо-побудителей на верхнем перекрытии сушильной камеры – фильтры калориферы и вентиляторы дли нагревания и вывода сушильного воздуха [11].
Сушильная установка снабжена батареей из шестнадцати параллельно действующих циклонов и пневмотранспортной линией.
Сгущенное молоко насосом 16 подается в трубчатый подогреватель 15 в котором температура его доводится до 73-75°С. Подогретое сгущенное молоко поступает в плунжерный насос 14 из которого под давлением (145-180)·105 Па подается в коллектор распылительных форсунок 12. Воздух поступающий на сушку очищается воздушными фильтрами 1 и нагнетательным вентилятором 6 подается в калорифер 9 в котором нагревается до температуры 160 °С. Нагретый воздух по воздуховоду 10 поступает в воздухораспределительные устройства в которых подвергается закрутке. Распыляемый форсунками 12 продукт подхватывается потоком воздуха высушивается и частично оседает на вертикальных и конических внутренних поверхностях сушильной камеры. Под действием пневматических вибраторов 17 сухое молоко стряхивается со стенок и шнеком 18 выводится из сушильной камеры. Часть сухого молока в состоянии аэровзвеси огибает перегородку 5 и вместе с отработавшим воздухом поступает в циклоны 2. Из циклонов сухое молоко попадает в промежуточные шнеки 24 из которых через разгрузочный шлюз 19 подается в шнек 18. Из шнека сухое молоко поступает в пневмотранспортную линию 23 в которую вентилятором 20 через фильтр 1 из помещения цеха подается воздух.
Частично охлажденный в пневмотранспортной линии сухой продукт поступает в циклон 21 из которого через разгрузочный шлюз 19 поступает на сито 22. После просеивания сухое цельное молоко подается на фасовку.
Сушильные установки подобного типа компактны имеют большую величину напряжения объема сушильной камеры равную примерно 12 кг(м³ч) просты в обслуживании и эксплуатации. Основным недостатком сушилок этого типа является значительный унос сухого продукта в циклоны что вызывает необходимость тщательной очистки отработавшего воздуха.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЭФФЕКТИВНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
РАЗРАБОТАННОГО АППАРАТА
Электродвигатели несущие конструкции и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены а состояние заземляющих устройств следует систематически проверять. Все кожухи ограждающие устройства и предохранительные клапаны должны быть исправными [1].
Во время работы установки необходимо тщательно следить за показаниями приборов. В случае отклонения параметров процесса от заданных величин немедленно принимают следующие меры: контролируют работу распылительного механизма; давление пара в калорифере; температуру воздуха выходящего из калорифера и башни; температуру молока поступающего на сушку; выход сухого молока; периодически открывают вентили на отводных линиях конденсатоотводчиков.
Все трубопроводы должны быть герметично соединены.
Затвор двери башни должен обеспечить герметичность ее закрытия.
Чистка и осмотр башни допускается после прекращения работы всей установки и при температуре в башне не выше 30° С.
Обслуживающий персонал должен быть обеспечен комбинезонами и обувью на деревянной подошве.
Внутри башни разрешается использовать переносные электрические лампы с напряжением не более 12 В.
По окончании работы башню и вспомогательное оборудование следует чистить и мыть.
Процесс сушки играет громадную роль в различных отраслях народного хозяйства. В пищевой промышленности сушка является одним из основных процессов и применяется почти в любом производстве.
Преимуществом распылительной сушки является то что полученные сухие продукты обладают хорошей растворимостью (999%). Поэтому эти установки широко применяют для сушки цельного молока сливок мороженого пахты обезжиренного молока сыворотки продуктов детского питания ЗЦМ а также для производства сухого масла [1].
Полученные сухие продукты могут храниться в неохлаждаемых помещениях. В процессе сушки из молока удаляется практически вся влага. Полученный продукт в 8 раз легче натурального молока при одинаковой питательной ценности [3].
В данном курсовом проекте проведено описание технологической линии производства сухого цельного молока проведен анализ конструкций аппаратов аналогичные проектируемому подобрано оборудование составлен график загрузки а также разработан сушильный аппарат с форсуночным распылением описаны его конструкция принцип действия произведены материальный тепловой конструктивный расчеты.
Что касается разработанной мною сушильной установки она компактна имеет большую величину напряжения объема сушильной камеры равную 10 кг(м3ч) и производительность 800 кгч по испаренной влаге проста в обслуживании и эксплуатации. Основным недостатком сушилки этого типа является значительный унос молочного порошка в циклоны что вызывает необходимость тщательной очистки отработавшего воздуха.
Бредихин С.А. Космодемьянский Ю.В. Юрин В.Н. Технология и техника переработки молока. – М.: Колос 2001 – 400 с.
Чекулаева Л.В. Полянский К.К. Голубева Л.В. Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья. – М.: ДеЛи принт 2002. – 245с.
Крусь Г.Н. Храмцов А.Г. Волокитина З.В. Технология молока и молочных продуктов. – М.: КолосС 2004. – 455 с.
Плаксин Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств Ю.М. Плаксин Н.Н. Малахов В.А. Ларин. – М.: Колос 2005. – 688 с.
Проектирование предприятий молочной отрасли с основами промстроительства Л.В. Голубева и др. – СПб.: ГИОРД 2006. – 285 с.
Оборудование для производства молочных продуктов: справочник-каталог В.И. Трухачев В.А. Самойлов П.Г. Нестеренко М.А. Ткаченко О.Ю. Толмачев. – Ставрополь: АГРУС 2005. – 444 с.
Машины оборудование приборы и средства механизации для перерабатывающих отраслей АПК: Каталог т.1 ч.3 «Молочная промышленность». – М.: АгроНИИТЭИТО 1990. – 258 с.
Павлов К.Ф. Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия 1981. – 493с.
Гинзбург А.С. Громов А.М. Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: Справочник. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Пищевая промышленность 1980. – 288 с.
Структурно-механические характеристики пищевых продуктов. Справочник. Под ред. А. В. Горбатова. – М.: Легкая и пищевая промышленность 1982. – 320 с.
Сурков В.Д. Липатов Н.Н. Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. – М.: Легкая и пищевая промышленность 1983. – 432 с.

технологическая схема линии.cdw

Емкость для хранения молока
Электронасос центробежный
Установка пастеризационная трубчатая
Резервуар промежуточный
Установка вакуум-выпарная
Агрегат электронасосный одновинтовой
Установка сушильная распылительная
Установка охладительная
Линия фасовки и упаковки сухого молока
Автомат для фасовки сухого молока в мешки
Технологическая схема линии
сухого цельного молока
Нормализованное молоко
Пастерилизованное молоко
Сгущенное молоко цельное
Молоко обезжиренное для нормализации

график загрузки1.frw.cdw

Одновинтовой электронасосный агрегат
Распылительная сушильная установка
Одновинтовой электронасосный агрегат №2
Одновинтовой электронасосный агрегат №1
Вакуум-выпарная установка
Электронасос центробежный
Установка пастеризационная трубчатая
Емкость для резервирования №2
Емкость для резервирования №1
График загрузки оборудования
сухого цельного молока
Условные обозначения:

принципиальная схема установки.cdw

Нагнетательный вентилятор
Камера воздушных фильтров
Направляющие пластины
Распылительные форсунки
Вентилятор охлаждающего воздуха
Трубчатый подогреватель
Пневматический вибратор
Пневмотранспортная линия
Распылительная форсуночная
сушильная установка.
Принципиальная схема
Производительность по испаренной влаге
Производительность по готовому продукту
Исходное содержание сухих веществ
Конечная влажность продукта
Температура воздуха на входе в сушильную башню
Температура воздуха на выходе из башни
Температура продукта
поступающего на сушку
Напряжение объема по испаренной влаге
Место установки г. Владивосток
Производительность вытяжного вентилятора