Сепаратор-молокоочиститель

Линия.dwg

Наименования оборудования
Наименование оборудования
Резервуар для молока
Пластинчатый пастеризационный аппарат
Сепаратор- молокоочиститель
Ванна для твороженного сгустка
Расфасовочно-упаковочный аппарат
Технологическая схема линии производства творога традиционным способом

График.dwg

Расфасовочно- упаковочный автомат
Охладитель для творога
Ванна для твороженного сгустка
Пастеризационно- охладительная установка
Сепаратор- молокоочиститель
Производитель- ность
Сменная (суточная) мощность
График загрузки линии производства творога традиционным способом
Условные обозначения
Опорожнение емкостей

Курсовик.docx

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫХ В ОБОРУДОВАНИИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЛИНИИ6
ПОДБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛИНИИ9
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ АНАЛОГОВ 12
1Технологический расчет .. 23
2 Кинематический расчет27
3.Расчет винтовой передачи28
4Технико-экономический расчет .30
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ РАЗРАБОТАННОГО АППАРАТА31
DESIGN AND OPERATING PRINCIPLE OF EQUIPMENT ..33
ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ35
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.39
Молоко и молочные продукты относятся к незаменимым продуктам питания используемым человеком во все периоды его жизни. Особенно важное значение молоко и молочные продукты имеют в питании детей больных и пожилых людей беременных и кормящих женщин. Молоко и молочные продукты являются основными продуктами диетического и лечебного питания так как содержат необходимые организму человека пищевые вещества в легкодоступной для усвоения форме.
В настоящее время проблема эффективного использования белковых веществ молока является наиболее важной. Это обусловлено повсеместным дефицитом полноценных пищевых белков. Для построения белков в организме человека необходимо 20 различных аминокислот которые должны присутствовать в определённом соотношении.
Отличительной особенностью молочных белков является то что при их расщеплении образуются пептиды и другие компоненты которые всасываются непосредственно в кровь. Усвояемость молочных белков человеческим организмом практически полная. Растительные белки таким свойством не обладают. По аминокислотному составу белки молока равноценны белкам мяса но в отличие от них не содержат пуриновых оснований избыток которых вредно влияет на обмен веществ в организме. Поэтому потреблять молочные продукты можно в неограниченном количестве.
Значительная часть современных людей работает с большими умственными и нервными но минимальными физическими нагрузками. Поэтому целесообразно увеличить потребление полноценных белковых продуктов содержащих в оптимальных количествах витамины макро – и микроэлементы и незначительное количество жира. Наиболее полно этому требованию соответствуют молочные продукты полученные из обезжиренного молока.
Творог – это белковый кисломолочный продукт изготовляемый сквашиванием пастеризованного нормализованного молока. Значительное содержание в твороге жира и особенно полноценных белков обуславливает его высокую пищевую и биологическую ценность. Наличие содержащихся аминокислот – метионина и лизина холина позволяет использовать творог для профилактики и лечения некоторых заболеваний печений почек атеросклероза. В твороге содержится значительное количество минеральных веществ (кальция фосфора железа магния и др.) необходимых для нормальной жизнедеятельности сердца центральной нервной системы мозга. Особенно важное значение имеют соли кальция и фосфора которые в твороге находятся в состоянии наиболее удобном для усвоения. К творожным изделиям относятся различные творожные массы и сырки кремы и т.п. При этом к творогу добавляются вкусовые и ароматические вещества (сахар изюм цукаты ванилин и другие).
.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫХ В ОБОРУДОВАНИИ ПРОЕКТИРУЕМОЙ ЛИНИИ.
Устройство и принцип действия линии. Молоко из емкости подается сначала в балансировочный бачок 2 а затем насосом 3 в секцию рекуперации пастеризационно-охладительной установки 5 где оно подогревается до температуры 35.. .40 °С и направляется на сепаратор-очиститель 4.
Нормализованное и очищенное молоко направляют на пастеризацию при 78 80 °С с выдержкой 20.. .30 с. Температура пастеризации влияет на физико-химические свойства сгустка что в свою очередь отражается на качестве и выходе готового продукта. Так при низких температурах пастеризации сгусток получается недостаточно плотным та» как сывороточные белки практически полностью отходят в сыворотку и выход творога снижается. С повышением температуры пастеризации увеличивается денатурация сывороточных белков которые участвуют в образовании сгустка повышая его прочность и усиливая влагоудерживающую способность. Это снижает интенсивность отделения сыворотки и увеличивает выход продукта. Путем регулирования режимов пастеризации и обработки сгустка подбором штаммов заквасок можно получать сгустки с нужными реологическими и влагоудерживающими свойствами. Пастеризованное молоко охлаждают в секции рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки 5 до температуры сквашивания (в теплое время года до 28 30 °С в холодное — до 30 32 °С) и направляют в специальные ванны 6 на заквашивание. Закваску для производства творога изготовляют на чистых культурах мезофильных молочно-кислых стрептококков и вносят в молоко в количестве от 1 до 5 %.
При ускоренном способе сквашивания в молоко вносят 25% закваски приготовленной в заквасочнике 10 на культурах мезофильного стрептококка и на 25% термофильного молочно-кислого стрептококка. Температура сквашивания при ускоренном способе повышается в теплое время года до 35 °С в холодное — до 38 °С. Продолжительность сквашивания молока при ускоренном способе 40 45 ч т.е. сокращается на 20 35 ч при этом выделение сыворотки из сгустка происходит более интенсивно. [1]
Для улучшения качества творога желательно применять беспересадочный способ приготовления закваски на стерилизованном молоке что позволяет снизить дозу внесения закваски до 08 10 % при гарантированной ее чистоте.
При сычужно-кислотном способе производства творога после внесения закваски добавляют 40 %-ный раствор хлорида кальция (из расчета 400 г безводной соли на 1 т молока) приготовленного на кипяченой и охлажденной до 40 45°С воде. Хлорид кальция восстанавливает способность пастеризованного молока образовывать под действием сычужного фермента плотный хорошо отделяющий сыворотку сгусток. Немедленно после этого в молоко в виде 1 %-ого раствора вносят сычужный фермент или пепсин из расчета 1 г на 1 т молока. Сычужный фермент растворяют в кипяченой и охлажденной до 35°С воде. Раствор пепсина с целью повышения его активности готовят на кислой осветленной сыворотке за 5 8 ч до использования. Для ускорения оборачиваемости творожных ванн 6 молоко сквашивают до кислотности 32 35 °Т в резервуарах а затем перекачивают в творожные ванны и вносят хлорид кальция и фермент.
Окончание сквашивания и готовность сгустка определяют по его кислотности (для жирного и полужирного творога должна быть 58 60 °Т для нежирного -66 70 °Т) и визуально — сгусток должен быть плотным давать ровные гладкие края на изломе с выделением прозрачной зеленоватой сыворотки. Сквашивание при кислотном методе продолжается 6 8 ч сычужно-кислотном — 4 6 ч с использованием активной кислотообразующей закваски — 3 4 ч.
Чтобы ускорить выделение сыворотки готовый сгусток разрезают специальными проволочными ножами на кубики с размером граней 2 см. При кислотном методе разрезанный сгусток подогревают до 36.. .38 °С для интенсификации выделения сыворотки и выдерживают 15 20 мин после чего ее удаляют. При сычужно-кислотном — разрезанный сгусток без подогрева оставляют в покое на 40 60 мин для интенсивного выделения сыворотки.[1]
Для дальнейшего отделения сыворотки сгусток подвергают самопрессованию и прессованию. Для этого его разливают в бязевые или лавсановые мешки по 7 9 кг (на 70 % вместимости мешка) их завязывают и помещают несколькими рядами в пресс-тележку 7. Под воздействием собственной массы из сгустка выделяется сыворотка. Самопрессование происходит в цехе при температуре не выше 16 °С и продолжается не менее 1 ч. Окончание самопрессования определяется визуально по поверхности сгустка которая теряет блеск и становится матовой. Затем творог под давлением прессуют до готовности. В процессе прессования мешочки с творогом несколько раз встряхивают и перекладывают. Во избежание повышения кислотности прессование необходимо проводить в помещениях с температурой воздуха 3.. .6 °С а по его окончании немедленно направлять творог на охлаждение до температуры не выше 8 °С с использованием охладителей различных конструкций; наиболее совершенным из них является двухцилиндровый охладитель 8.
ПОДБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ В ЛИНИИ.
На производство творога направляется 55 т принятого молока. Количество сливок (Ксл т) жирностью 35% полученных при сепарировании молока определяем по формуле [7]:
где Км=55- количество цельного молока перерабатываемого в смену (по заданию); Жм = 34% - жирность цельного молока;
Ж0 = 005% - жирность обезжиренного молока;
П = 023 - нормативные потери при сепарировании
Тогда количество молока обезжиренного полученного при сепарировании [7]:
Ко =55-526 = 4974 т.
Согласно нормам расхода для выработки 1 т обезжиренного творога требуется 7603 т молока обезжиренного тогда количество полученного
Количество принятого переработанного и накапливаемого молока рассчитывается по формулам [7]:
Мпер=Gпер(п-05) т(2.4)
где п – время приемки час (п=3ч);
Gп - производительность оборудования на участке приемки тч;
Gпер - производительность оборудования в аппаратном цехе тч;
Мп - количество принятого молока за время приемки т;
Мпер - количество переработанного молока за время приемки т.
М - максимальное количество молока накапливаемого в резервуарах т.
Количество молока накапливаемого в резервуарах:
Таблица 2.1 - Оптимальный вариант подбора технологического оборудования в линию.
Наименование технологической операции
Количество единиц в линии
Производительность тч
Габаритные размерым; массакг
Резервирование молока
Тепловая и механическая обработка молока
Пастеризацион но-охладительная
Ванна для твороженного сгустка ВК-25
Охладитель для творога 209-ОТД-1
Расфасовочно-упаковочный автомат
ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ АНАЛОГОВ.
Технологическое назначение сепаратора и его место в технологической схеме
Сепаратор-осветлитель предназначенный для очистки молока после удаления грубых частиц.
Схема классификации современных сепараторов приведена на рисунке 3.1. Принципы классификации следующие: - по общему технологическому назначению; - по способу выгрузки осадка; - по типу центробежной выгрузки осадка; - по конкретному технологическому назначению. По конструкции приемно-отводящего устройства различают сепараторы открытого полузакрытого и герметичного типа. [2]
Современные способы очистки молока
Методы очистки молока
Способы очистки соков
Различают следующие виды очистки соков [12]:
а)грубое фильтрование осуществляемое в различных фильтрах;
б)электросепарирование путем пропускания через сок постоянного
электрического тока. Ток проходя через сок вызывает электролиз
небольшой части воды содержащейся в нем. В результате
электрохимических реакций на положительном электроде выделяется
кислород на отрицательном водород. Газовые пузырьки образующиеся на
поверхности электродов поднимаются вверх и встречая на своем пути
взвешенные частицы адсорбируются на них и поднимают их на поверхность;
в)центрифугирование (сепарирование) применяется для удаления из
соков различных взвешенных частиц. Соки с мякотью центрифугируют для
удаления наиболее крупных частиц мякоти с целью придания продукту
наиболее однородной консистенции;
Рисунок 3.1 - Схема классификации современных молочных сепараторов.
г)фильтрование применяют для получения кристально прозрачных
соков не дающих осадка при хранении. В соковой промышленности
применяют фильтровние с кизельгуром или через фильтрокартон. Первое
называют предварительной фильтрацией и почти всегда проводят перед
фильтрованием через фильтркартон.
д)ультрафильтрация применяется при производстве осветленных
концентрированных соков. При этом она заменяет не только сепарирование
кизелыуровый и пластинчатый фильтр-пресс но и обработку осветляющими
Современное оборудование для очистки и осветления соков
Грубую очистку сока от взвесей осуществляют сразу после отжима сока так как длительное нахождение частиц мякоти в соке способствует его окислению и ухудшению вкуса и цвета. Для грубого фильтрования используют разные ситовые устройства различающиеся по конструкции и форме и гидроциклоны. В Болгарии и других странах для этой цели применяют щеточные ситовые фильтры непрерывного действия которые встраиваются в сокопровод.
Фильтры. Ситовый щеточный фильтр фирмы «Бухер» (Швейцария) представляет собой цилиндрическое сито заключенное в кожух внутри которого расположен ротор со щетками (рисунок 3.2).
Рисунок 3.2 - Ситовый щеточный фильтр фирмы «Бухер»: 1 — привод 2 — сальник 3 — винт деаэратора 4 — цилиндрическое сито 5 — конусообразный бункер для осадка 6 — щетки 7 — вал.
Сок поступает через входной штуцер расположенный на крышке и попадает внутрь цилиндрического сита. Здесь под действием центробежной силы создаваемой ротором сок отбрасывается на стенки цилиндра и проходит через отверстия сита в наружную камеру откуда затем выводится из аппарата. Взвеси оседают на стенках сита и сбрасываются щетками ротора в нижний конусообразный бункер откуда выводятся из аппарата. Сито дополнительно промывается ополаскивающим устройством. Аппарат выпускается двух типов производительностью по воде 300 и 100 м ч имеет сменные сита с перфорацией (в мм): 09; 11; 16; 20. Максимальное давление сока на входе 023 и 05 МПа на выходе 015 МПа. Части соприкасающиеся с соком изготовлены из нержавеющей стали скребки — из резины или тефлона щетки — из синтетических материалов.[1]
В линию часто устанавливают последовательно два фильтра с перфорацией сит 16 и 09 мм.
Для очистки виноградного сусла от взвесей ВНИИВиПП «Магарач» и СКТБ «Дезинтегратор» предложен метод механоимпульсной обработки. Метод основан на том что в результате такой обработки сока происходит разрыв гидрофильных связей между жидкой фазой сусла и ее коллоидными частицами и появляется четкая граница раздела фаз.
Для механоимпульсной обработки сусла разработчиками совместно с Таллиннским СКТБ изготовлен механоимпульсный реактор производительностью 5500 лч.
Неосветленное сусло поступает в центр рабочей камеры реактора где взвеси ударяясь о пальцы особой конструкции подвергаются механоимпульсному диспергированию Одновременно в жидкости интенсивно перемешиваемой ротором образуются круговые потоки которые способствуют засасыванию атмосферного воздуха через специальный ввод и образованию пузырьков газа. Взвеси сорбируются на пузырьках газа и легко и быстро флотируются из дезинтегратора в виде мелкодисперсной пены. Наиболее эффективно механоимпульсный реактор работает в течение первого часа после запуска.
Объем осадков снижается на 17—20 % а их влажность— на 16—22% Хорошие результаты получены при сочетании способа механоимпульсной обработки с осветлением ферментами.
Гидроциклоны. По устройству гидроциклон несложен. Он состоит из цилиндрического корпуса диаметром от 20 до 150 мм с коническим днищем выполненным под углом 15—20° к вертикали Сок подводится к цилиндрической части корпуса тангенциально через патрубок под углом около 4° к горизонтали При вращении сока под действием центробежной силы более крупные частицы отбрасываются к стенкам устройства и двигаясь по спирали отводятся через патрубок в нижней части циклона в виде сконцентрированной массы взвесей. Осветленный сок с уменьшенным содержанием взвешенных частиц выводится через патрубок в верхней части устройства. [2]
В Венгрии гидроциклоны устанавливают в линии производства соков с мякотью для удаления более крупных взвесей и попавших в сок частиц песка.
Фирма «Нивоба» (Нидерланды) выпускает разные модели гидроциклонов которые используются в пищевой и фармацевтической промышленности Они пригодны для отделения взвешенных частиц размером от 5 до 1000 мкм.
В производстве соков с мякотью применение гидро циклона обеспечивает наличие частиц одного размера в готовом продукте поскольку более крупные частицы удаляются. Для повышения эффективности очистки целесообразно устанавливать последовательно несколько гидроциклонов.
В группе гидроциклонов «Нивоба» имеются микро-гидроциклоны объединенные в многоступенчатую систему которые обеспечивают удаление мелких взвесей.
Для ускорения очистки соков применяют центрифугирование.
Фильтрующая центрифуга ФВИл-701к-04. Предназначена для извлечения сока в линии комплексной переработки яблок. Индекс марки центрифуги означает: Ф—фильтрующая В — вертикальная И — с инерционной выгрузкой осадка л — лопастная.
Техническая характеристика центрифуги ФВИл-701к-04 Производительность по исходному продукту тч до 10
Фактор разделения1250-1550
Внутренний диаметр корпуса ротора мм700
Частота вращения ротора мин"11800—2000
Ширина щели сит мм015; 025 04 115 26
Площадь фильтрующей поверхности м21
Центрифуга ФВИл-701к-04 состоит из ротора 6 корпуса 2 привода 5 клиноременной передачи 4 и электродвигателя 3. Ротор представляет собой корпус с установленными на нем фильтрующими лопастями и стаканом. На стакане крепится терочный диск Трубки отвода сока выведены через дно ротора Фильтрующий ротор закрыт крышкой.
Яблоки загружаемые в центрифугу через бункер 7 попадают на терку Через кольцевые зазоры между теркой и диском измельченная масса поступает на сетки фильтрующих лопастей Профиль лопасти обеспечивает непрерывное перемещение продукта с момента поступления его до схода под действием сил возникающих при вращении ротора Непрерывное разделение сока и твердой фракции достигается за счет того что на лопасти происходят одновременно и непрерывно два процесса- основной: разделение плодоовощной мезги на твердую и жидкую фракции вспомогательный: перемещение мезги по фильтрующей перегородке.
Сок проходя через отверстие сетки поступает в корпус лопасти а затем по трубкам отвода сока попадает в сокосборник а из него в циклон 7. Последний служит для выделения воздуха из сока.
Мезга отделенная от сока выгружается под действием центробежной силы через окна в корпусе ротора попадает через кольцевое пространство между стенкой корпуса центрифуги и сокосборником в бункер или на транспортер.
Новым типом центрифуг являются декантеры (рисунок 1.4). Они представляют собой горизонтально расположенные шнековые центрифуги с конусным барабаном предназначенные для непрерывного осветления жидкостей с высоким содержанием взвесей.
В значительной степени сок осветляется на сепараторах (рисунок 3.3). Поскольку величина частиц взвесей мала и их плотность незначительно отличается от плотности сока при конструировании сепараторов для соковой промышленности основное внимание обращают на повышение частоты вращения ротора. В современных сепараторах барабан вращается с частотой 6500 — 7000 мин-1.
В зависимости от конструкции сепаратора его можно применять как для выделения твердых взвешенных частиц из сока так и для разделения смеси жидкостей на два компонента.
Для очистки осветленных и неосветленных соков с содержанием взвесей до 10 % применяют осветляющие сепараторы тарельчатого типа саморазгружающиеся. Наибольшее распространение в соковой промышленности получили сепараторы фирм «Альфа-Лаваль» (Швеция) «Вестфалия» (ФРГ) производства государственного предприятия Германии и др. В России выпускают аналогичные сепараторы марок Г9-КОВ А1-ВСЗ производительностью 10 тч и др.
Рисунок 3.3 - Сепаратор для молока
—станина 2 — электродвигатель 3 - корпус 4 — питательно-разгрузочная камера; 5 — крышка 6 — второй диск 7 — неподвижная крыльчатка; 5 — цилиндры 9 — барабан 10 — первый диск.
Сепаратор Г9-КОВ (рисунок 3.4) полузакрытого типа с пульсирующим центробежным выходом осадка. В барабане сепаратора расположен тарелкодержатель с пакетом тарелок в средней части основания имеется 12 диаметрально расположенных разгрузочных щелей перекрываемых верхней кромкой поршня перед подачей продукта в барабан. Производительность сепаратора до 10 м3ч диаметр барабана 06 м зазор между тарелками 05 мм частота вращения ротора 5000 мин-1 мощность электродвигателя 13 кВт.
В саморазгружающихся тарельчатых сепараторах молоко входит в сепаратор через отверстие вблизи нижнего конца диска и под действием перепада давлений течет в каналы образованные между тарелками наклонно снизу вверх к внутреннему краю тарелки. Тарелки (40—150 шт.) с тонкими стенками (035—075 мм) выполнены в виде боковой поверхности конуса (угол наклона 35—45°) и отделены одна от другой ребрами высотой 04—2 мм. Под действием центробежной силы взвешенные частицы имеющие большую плотность чем сок прижимаются к коническим тарелкам и непрерывно соскальзывают с нижней части тарелок в сборник осадка а очищенный сок выходит из верхней части канала между тарелками. В саморазгружающихся тарельчатых сепараторах работающих периодически взвешенные частицы собираются в камеру для осадка с двойным конусом и через определенные промежутки времени без остановки сепаратора автоматически выбрасываются.
Рисунок 3.4 - Сепаратор Г9-КОВ:
—станина; 2—горизонтальный вал; 3—плавающая опора; 4—гидроузел; 5—приемник шлама; 6—барабан; 7—приемно-выводное устройство; 8—крышка; 9—ванна; 10—вертикальный вал.
Фильтры. Основным рабочим органом любого фильтра является фильтрующая перегородка. Она может быть одинарной из различных тканей (бельтинг лавсан и др.) керамические и металлические материалы — или состоять из двух слоев — один слой ткани и другой слой осадка из уплотненных взвешенных частиц. Уплотненный слой или осадок образующийся в большинстве случаев при фильтровании полидисперсных суспензий частицы взвесей которых тиксотропны является основным рабочим органом фильтра.
Существуют различные конструкции фильтров работающих периодически и непрерывно. В пищевой промышленности используются в основном фильтры периодического действия. Наиболее распространен в пищевой промышленности фильтр-пресс который используется для окончательной очистки при производстве осветленных соков.
Фильтр-пресс (рисунок 3.5) смонтирован на передвижной станине 1 на которой расположены задняя упорная плита 5 передняя нажимная плита 9 и 95 плит 6 8 своими приливами установленные на два горизонтальных стальных стержня 7. Для облегчения конструкции плиты изготовляют из алюминия.
Рисунок 3.5 – Фильтр-пресс:
Насос 2 нагнетающий суспензию в канал 4 приводится в движение электродвигателем 3. Нажимная плита 9 перемещается винтом 10 при помощи штурвала 11. Уплотнение плит 8 производится винтом 10 с помощью рычага 12 или механическим приводом. Собранные в пакет плиты с размещенными между ними фильтрующими пластинами (асбестовыми или ас-бестоцеллюлозно-диатомитовыми) плотно сжимаются. При этом фильтрующие пластины делят зазор между двумя плитами на две части что достигается благодаря ребристой поверхности плит. Поэтому различают четные и нечетные отсеки. Если исходная суспензия поступает в четный отсек осветленный сок будет выходить из нечетного отсека.
При работе фильтра фильтруемая суспензия нагнетается в каналы четных плит затем через отверстия в них поступает в отсеки для исходной суспензии и под давлением проходит через фильтрующие пластины при этом частицы взвесей задерживаются а осветленный сок попадает в отсеки для конечного осветленного сока затем по двум каналам нечетных пластин выходит из фильтра в сборник для осветленного молока.
1 Технологический расчет
Расчет размеров пакета тарелок
Принимаем для проектируемого сепаратора следующие параметры [1]:
Rб=022 м - максимальный радиус по образующей тарелки м;
Rм=012 м - - минимальный радиус по образующей тарелки м;
n=1091 - частота вращения барабана обс;
α=50°- угол наклона образующей тарелки.
Производительность сепаратора-молокоочистителя определяется по формуле [1]:
М=12·1010·n2·z·tgα·(-)··t лч(4.1)
где n - число оборотов барабана сепаратора обс.;
z - количество тарелок шт.;
RM и R6 - минимальный и максимальный радиусы образующей тарелки м;
α - угол наклона образующей тарелки град.;
dч - диаметр расчетной частицы загрязнений м (dч =13-18 мкм);
t - температура сепарирования (35-40°С) °С.
Из этой формулы определяем количество тарелок в пакете для проектируемого сепаратора:
Принимаем число тарелок 9толщина тарелки hm = 00015 м межтарелочный зазор h = 15 мм.
Определяем высоту пакета тарелок по формуле:
Hn=z·hm+(z-1) ·h м (4.2)
где Нп - высота пакета тарелок м.
Нп = 9·00015 + (9-1)·00015 =00255 м.
Определение размеров барабана.
Определяем предельное значение наружного диаметра D [2]:
где d0 = 0055 - диаметр открытой поверхности вращающейся жидкости м;
m=03 - коэффициент Пуассона для стали;
=1023 - плотность молока кгм3;
с=7860- плотность стали кгм3;
Определяем критическую и оптимальную толщины стенки барабана сепаратора:
опт=(04÷05)=(0013÷0017) м.
Принимаем толщину стенки барабана ст =0016 м. Толщину стенки крышки барабана принимаем равной толщине стенки барабана. Толщину днища определяем из соотношения:
дн=(12÷15) м=(00192÷0024) м.
Проверка барабана из условия прочности.
Допустимая максимальная частота вращения барабана соответствует условию равенства действительных напряжений в материале барабана максимально допустимым [2]:
где = 250 - допускаемое напряжение МПа;
DH - наружный диаметр барабана м.
nmax > n следовательно рассчитанные размеры барабана и принятая частота вращения удовлетворяет условию прочности.
Расчет соединительного кольца.
Определяем радиус соединительного кольца по формуле:
где R1 - наружный радиус кольца м;
h - глубина нарезки резьбы м;
Q- сила действующая на крышку в осевом направлении Н;
K= - сила упругости резиновой прокладки Н
где Rн - наружный радиус барабана м;
α = 0°40’ - угол подъема винтовой нарезки;
= 5°43’ - угол трения;
Р=400 - усилие которое рабочий прикладывает к рукоятке ключа Н;
В=040 - длина ключа м.
Определяем силу Q по формуле [2]: Q=31n2.
Q=3110231091201764=362191 Н.
K+Q = 7914 + 362191 =370105 Н.
Принимаем глубину нарезки резьбы 7 мм.
Определяем радиус кольца по формуле (5.9):
Проверяем напряжение в кольце от центробежной силы по формуле [2]:
что удовлетворяет условию прочности ≤ т.к. =100 МПа.
Расчет напорного диска
Наружный радиус напорного диска определяют по формуле [2]:
где Р = 025 МПа - давление молока на выходе из сепаратора;
= 04 - гидравлический к.п.д.
Для молока : R==00084 м.
Принимаем R = 0008 м.
Расчет мощности привода сепаратора.
Потребную мощность привода сепаратора определяем по формуле:
N=kHбn3R4 кВт (4.12)
где к = 0006 - поправочный коэффициент;
Нб - высота барабана м;
R - максимальный радиус барабана м.
Определим высоту барабана сепаратора используя размеры аналога:
Hб=H+дн+(Rб-Rм)tgα+Hнд м.(4.13)
Hб=0175++(022-012)tg50о+009=0408 м.
N=00060410913019154=419 кВт.
Выбираем электродвигатель 4А112М4УЗ ГОСТ 19523-74 с частотой вращения 1500 обмин. и мощностью 55 кВт [2].
2 Кинематический расчет.
Кинематическая схема привода сепаратора приведена на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2 – Кинематическая схема привода сепаратора: 1 – электродвигатель; 2 – фрикционная центробежная муфта; 3 – тормоз; 4 – колесо винтовой передачи; 5 – опора; 6 – барабан; 7 – упругая горловая опора; 8 – винтовая шестерня; 9 – нижняя опора (самоустанавливающаяся).
Рассчитываем общее передаточное число винтовой пары:
3.Расчет винтовой передачи.
Крутящий момент на валу электродвигателя:
Принимаем число зубьев шестерни z2 =17. Тогда число зубьев колеса равно:
Приведенное число зубьев колеса:
Рассчитываем модуль зацепления:
где = – коэффициент;
= – коэффициент учитывающий скорость скольжения
где - скорость скольжения мс.
Принимаем скорость скольжения равной 20 мс.
Принимаем модуль 20 мм.
Тогда делительный диаметр колеса равен:
Тогда действительная скорость скольжения равна:
Действительная скорость скольжения больше принятой. Рассчитываем диаметры начальных окружностей колеса и шестерни:
Межосевое расстояние равно:
Ширина зубчатого венца колеса и шестерни:
b1= мм и b2= мм(4.23)
4Технико-экономический расчет
Технико-экономический расчет проводится с целью оптимизации маслообразователя. Определяются суммарные затраты на маслообразователь.
Стоимость электроэнергии определяется по формуле:
где =250 – количество смен в году;
=3 – количество рабочих часов в смену;
=31 рубкВт ч - стоимость электроэнергии.
СN=419·250·3·31=974175 рубгод.
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ РАЗРАБОТАННОЙ УСТАНОВКИ.
Предназначен для очистки молока. Входит в состав пастеризационно-охладительных установок производительностью 10 м3ч. Осветлитель полузакрытого типа с частичной центробежной пульсирующей выгрузкой осадка.
Рисунок — 5.1. Барабан сепаратора:
- накидная гайка; 2 4 10 14 15 16 17 18 - уплотнения; 3 -горловина; 5- тарелкодержатель; 6 -тарелки; 7 - корпус; 8 - основание ротора; 9 - кольцо; 11-приемник; 12 - основание барабана; 13 – выход.
Очищенное молоко по наружным каналам тарелкодержателя поднимается вверх и через отверстия в крышке барабана поступает в напорную камеру из которой выводится напорным диском по закрытым трубопроводам в производственные коммуникации. Грязевое пространство периодически очищается во время работы. В зависимости от степени загрязненности молока время между разгрузками колеблется в пределах 40 85 мин а продолжительность разгрузки - 03 07 с.
Рисунок - 5.2. Сепаратор-молокоочиститель. 1 – привод барабана; 2 - барабан; 3 – чаша для сбора осадка; 4 – корпус.
DESIGN AND OPERATING PRINCIPLE OF EQUIPMENT
The equipment is intended for milk clearing. The device is a part of pasteurizing-cooling plant which have capacity 10 m3h. It is a clarifier of half-closed type with a partial centrifugal pulsing unloading of a sediment.
– screwed 2 4 10 14 15 16 17 18 – pack 3 - 5 - ho 8 - rotor bas 9 - r 11-rece 12 - chamber bas 13 – water-out.
The cleared milk rises upwards on external channels of a holder of separator disks and arrives in the pressure head chamber through apertures in a chamber cover from which it is takes out by a pressure head disk in industrial communications on the closed pipelines. The sludge space is periodically cleared in an operating time. Depending on degree of impurity of milk time between unloading fluctuates within 40 85 minutes and duration of unloading - 03 07 s.
Draw 2 - 3 – bowl for sed 4 – case.
ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОЕКТИРУЕМОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Сепараторы — центробежные машины с высокой скоростью вращения. Поэтому во время их эксплуатации необходимо очень строго выполнять правила техники безопасности и рекомендации инструкции прилагаемой к каждой машине.
Сепараторы электродвигатели и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены. Систематически следует проверять исправность заземляющих устройств.
Работа на сепараторе с неудовлетворительно отбалансированным барабаном или с нарушенной балансировкой его категорически запрещается.
При замене тарелок и посуды барабана необходимо произвести балансировку барабана заново.
Разбирать сепаратор можно только после остановки барабана. Работать на сепараторе при снятых ограждениях и защитных кожухах воспрещается. Барабан после отключения электродвигателя не рекомендуется тормозить.
Категорически запрещается пользоваться во время сборки и разборки сепаратора случайными инструментами.
Работать на сепараторе со скоростью вращения барабана выше указано в паспорте запрещается.
Обслуживать сепаратор может только специалист изучивший машину принцип ее работы и инструкцию по эксплуатации а также сдавший техминимум.
Перед пуском машины необходимо вывести стопорные винты из пазов барабана и поставить тормоза в нерабочее положение. Обязательно надо проверить уровень масла в ванне.
Барабан сепаратора должен вращаться по часовой стрелке если смотреть сверху.
После работы барабан не останавливая надо промыть пропустив вначале небольшое количество обезжиренного молока или воды (для сбора оставшегося в барабане жира) затем холодную воду для охлаждения барабана. Далее остановив барабан разбирают машину тщательно чистят и моют все детали а затем просушивают.
В сепараторах для получения высокожирных сливок для удаления остатков жира пропускают через барабан вначале пахту а затем воду.
Сепарирование надо начинать только после набора барабаном рабочей скорости.
Резиновое уплотнительное кольцо барабана надо мыть в теплой воде. Кольцо надо просушивать в горизонтальном положении не подвешивая его во избежание растяжения.
Станину и другие окрашенные детали сепаратора после работы надо тщательно протереть вначале влажной а затем чистой сухой тканью.
Перед началом работы сепаратор необходимо смазать. Смазка основных частей механизма сепаратора производится разбрызгиванием масла вращающейся в масляной ванне шестерней горизонтального вала.
Масло заливают в станину через отверстие в крышке ее до уровня черты маслоуказателя.
Масло применяемое для смазки сепаратора должно быть чистым бескислотным не должно содержать воды и твердых частиц. За смазкой сепаратора следует следить постоянно. Перед работой нужно обязательно проверить достаточно ли смазочного масла и не загрязнилось ли оно.
Во время сепарирования смазочное масло не должно попадать в молоко.
В сепараторе пущенном в эксплуатацию после монтажа смазочное масло необходимо заменять часто: вначале — после 5 дней работы сепаратора далее через каждые 10 дней в течение 2 месяцев. Каждый раз после остановки необходимо слить 110 часть масла предварительно дать маслу отстояться и добавить масло до требуемого уровня. В последующем масло заменяют через 600—800 ч работы машины.
При смене масла внутреннюю часть станины и приводной механизм находящийся в станине необходимо тщательно промыть. Не смазанный или плохо смазанный сепаратор имеет тяжелый ход шумит и быстро изнашивается.
Регулярно не реже 2 раз в месяц нужно чистить накладки фрикционных колодок муфты и ее рабочие места.
В процессе выполнения курсового проекта была спроектирована технологическая линия производства творога традиционным методом. Для этого было подобрано оборудование соответствующее объемам перерабатываемого сырья составлен график загрузки.
Так же были изучены конструкции и принципы действия различных аппаратов для выработки творога их технические характеристики.
Помимо технологической линии был разработан сепаратор-молокоочиститель. Для этого были произведены расчеты: технологический кинематический расчет винтовой передачи технико-экономический. Описана конструкция и принцип действия разработанного аппарата. Так же приведены рекомендации по эффективной эксплуатации сепаратора.
Технологическоеоборудованиепредприятий молочной промышленности.Сурков Д.В. Липатов Н.Н. Барановский Н.В. - 1970.
Крусь Г.Н. Тиняков В.Г. Фофанов Ю.В. Технология молока и оборудование предприятий молочной промышленности. - М.: Агропромиздат. - 1986.
Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промыгпленности.—М.: Пищ. пром-ть. —1972.
Маслов A.M. Аппараты для термообработки высоковязких жидкостей. -Л: Машиностроение 1980.
Стабников В.Н. Лысянский В.М. Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.:Агропромиздат 1985.
Павлов К.Ф. Романков П.Г. Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. - Л.:Химия 1981
Handbook of Food Sc Frank Sherkat. – 2005

сепаратор.dwg

Наименование оборудования
Сепаратор-молокоочиститель
Частота вращения барабана