Обезвоживатель творожного сгустка

Содержание

Введе-ние

Нормативные ссыл-ки

1 Требования, предъявляемые к творо-гу

2 Особенности технологического процес-са

3 Краткий обзор и анализ оборудования и ли-ний

3.1 Обзор конструкций машин для обезвоживания творо-га

3.2 Автоматизированная линия производства творога традиционным

спосо-бом

3.3 Линия производства творога методом ультрафильтра-ции

3.4 Линия для производства творога сепараторным спосо-бом

3.5 Линия производства творога «ОЛИТ-ПРО»

4 Модернизация ли-нии

5 Устройство и принцип действия

5.1 Аппарат тепловой обработки сгуст-ка

5.2 Обезвоживатель творожного сгуст-ка

5.3 Управление процессом работы оборудова-ния

6 Расчетная часть

6.1 Технологический рас-чет

6.2 Расчет мощно-сти

6.3 Кинематический рас-чет

6.4 Прочностной рас-чет

6.4.1 Расчет цепной переда-чи

6.4.2 Расчет звездочки приводной роликовой це-пи

6.4.3 Расчет зубчатой конической переда-чи

6.5 Тепловой расчет коагулято-ра

6.6 Конструктивный рас-чет

7 Эксплуатация и техническое обслужива-ние

7.1 Требование безопасности для обезвоживателя творожного сгустка и

аппарата ТОС

7.1.1 Основные операции по обслуживанию и ремон-ту

7.1.2 Электропитание и управление электрическими двигателя-ми

7.1.3 Ввод в эксплуатацию, налад-ка

7.1.4 Условия эксплуата-ции

7.1.5 Монтаж оборудова-ния

7.2 График ПТОР

7.3 Таблица неисправно-стей

8 Безопасность жизнедеятельно-сти

8.1 Производственная санита-рия

8.2 Техника безопасно-сти

8.3 Электробезопас-ность

8.4 Пожарная безопас-ность

8.5 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях

оборудования, помещений и прилегающей террито-рии

8.6 Расчет теплоизоляции аппарата тепловой обработки сгуст-ка

9 Экономическое обоснование модерниза-ции

9.1 Определения капитальных вложе-ний

9.2Сравнительный анализ проектируемого оборудования с анало-гом

9.3 Расчет потребления электроэнер-гии

Заключе-ние

Список использованных источни-ков

Приложение А Геометрический расчет конической передачи с

прямыми зубьями

Приложение Б Спецификация

Введение

Творог – пастообразный кисломолочный концентрированный белковый продукт, образованный в результате частичного отделения жидкой фракции от сквашенного молока. В зависимости от вида творога массовая доля сухих веществ в нем составляет 20…35 %, жира – 0,6…18 %, белков – 15…20 %.

Специфическими достоинствами творог как продукт диетического и детского питания обязан наличию сравнительно большого количества белков, благоприятному сочетанию минеральных веществ, витаминов и микроэлементов, а также незаменимой аминокислоте – метионину.

Ассортимент творожных изделий включает следующие группы:

– нежирный творог с массовой долей жира не более 0,6 %;

– полужирный и жирный творог (9 и 18 % жира);

– мягкий диетический творог (9 % жира);

– творожные пасты и сырки с различным содержанием жира, фруктовыми наполнителями и другими добавками.

Существуют два способа производства творога – традиционный (обычный) и раздельный. Традиционный способ предусматривает образование творога из предварительно подготовленной нормализованной молочной смеси.

Сущность раздельного способа заключается в том, что молоко, предназначенное для выработки творога, предварительно сепарируют. Из полученного обезжиренного молока вырабатывают нежирный творог, к которому затем добавляют необходимое количество сливок, повышающих жирность творога до 9 или 18 %. Раздельный способ производства творога позволяет ускорить процесс отделения сыворотки и значительно снизить при этом потери.

По методу образования сгустка различают два способа производства творога: кислотный и сычужнокислотный.

Первый основывается только на кислотной коагуляции белков путем сквашивания молока молочнокислыми бактериями с последующим нагреванием сгустка для удаления излишней сыворотки.

Таким способом изготавливают творог нежирный и пониженной жирности, так как при нагревании сгустка происходят значительные потери жира в сыворотку. Кроме того, этот способ обеспечивает выработку нежирного творога более нежной консистенции. При сычужнокислотном способе свертывания молока сгусток формируется комбинированным воздействием сычужного фермента и молочной кислоты.

Целью дипломного проектирования является проектирование аппарата тепловой обработки сгустка (ТОС) и обезвоживателя творожного сгустка в линии производства творога непрерывным способом. Это оборудование является неотъемлемой частью технологического процесса и в настоящее время претерпевает некоторые изменения в своей конструкции.

5 устройство и принцип действия

Линия производства творога непрерывным способом предназначена для получения творога на основе сквашивания молока молочно-кислыми бакте-риями в резервуарах с последующей тепловой обработкой сгустка и его обезвоживания в потоке.

На линии производится творог нежирный, 9%жирности и 5% жирности «Крестьянский».

На линии в соответствии с технологической инструкцией осуществляются следующие операции:

-заполнение резервуаров пастеризованным, гомогонезированным и охлажденным до температуры сквашивания молоком;

-заквашивание и сквашивание молока в резервуарах;

-перемешивание молока с закваской и сгустка в резервуарах;

-тепловая обработка сгустка в потоке, в т.ч.:

- подогрев сгустка;

- выдерживание сгустка;

- предварительное охлаждение сгустка;

-обезвоживание сгустка в потоке;

-охлаждение творога в потоке;

-циркуляционная мойка оборудования линии и трубопроводов.

Сквашивание молока и получение сгустка осуществляется в резервуарах, имеющих тепловую рубашку для подачи в нее теплохладагента горячей и холодной воды и снабженных разными мешалками и устройствами для циркуляционной мойки. Подача теплохладагентов используется для более точного, в случае необходимости, регулирования температуры заквашивания молока.

Резервуары снабжены также устройствами для отбора проб молока и сгустка.

Готовый сгусток после перемешивания мешалкой подается из резервуаров винтовыми насосами в каналы аппарата ТОС. Насосы имеют местное регулирование частоты вращения. Производительность по переработке сгустка устанавливается по показаниям расходомеров на пульте управления.

5.1 Аппарат тепловой обработки сгустка

Аппарат тепловой обработки сгустка (ТОС) [ООТ 09.00.00.000 ВО] представляет собой кожухотрубный теплообменник с каналами плоского сечения, при этом большая ось сечения канала расположена горизонтально.

В линии аппарат ТОС имеет два параллельно расположенных рабочих канала 7.

Каждый из каналов аппарата имеет три участка: нагрев, выдерживание и предварительное охлаждение сгустка, секции которого расположены в два параллельных ряда и скомпонованы по спиральной схеме так, что обеспечивают небольшой подъем в сторону выходного верхнего участка канала и крепятся к раме 8. Участки аппарата состоят из нескольких однотипных секций: первый участок (по ходу продукта) (нагрева 2) -из четырех секций, второй участок (выдержки 1) – из одной, третий участок (предварительного охлаждения 3) – из двух. Все секции имеют одинаковую длину за исключением последней, укороченной секции участка предварительного охлаждения. Секции соединены между собой отводами 6, обеспечивающими поворот на 180 0С и имеющими тот же профиль поперечного сечения, что и рабочие каналы. Водяные рубашки секций нагрева и предварительного охлаждения соединены патрубками и подключены, соответственно, к бойлеру и системе по-дачи ледяной воды, образуя два циркуляционных контура.

Последние секции участков предварительного охлаждения сгустка заканчиваются цилиндрическими вертикальными участками, имеющими стеклянную вставку, переходящую в патрубок 4, по которому сгусток из обоих параллельных каналов ТОС направляется в оба барабана обезвоживателя.

Детали теплообменника, соприкасающиеся с продуктом, а также водяные рубашки, изготовлены из нержавеющей стали. Соединения секции – фланцевые, уплотнения изготовлены из пищевой резины.

Нагревание сгустка производится горячей водой, циркулирующей в рубашках первого участка теплообменника. Направление движения теплоносителя – противоток. Горячая вода подается в теплообменник из двух бойлерных установок, работающих независимо друг от друга.

Нагретый сгусток выдерживается в потоке при температуре подогрева и поступает в участок предварительного охлаждения, где охлаждается ледяной водой, подаваемой в рубашки секции этого участка. В вертикальном цилиндрическом участке происходит выдерживание и выравнивание температуры, после чего сгусток поступает на обезвоживание.

Конструктивное решение обвязки трубопроводов теплохладагантов в теплообменнике обеспечивает, в случае необходимости, возможность нагрева сгустка с использованием всей суммарной длины рабочего канала, включая помимо участка нагрева, также участок предварительного охлаждения. В этом случае выдерживание сгустка происходит в канале последнего вертикального участка, а предварительное охлаждение не производится.

Творожный сгусток после завершения тепловой обработки в аппарате ТОС поступает в обезвоживатель.

5.2 Обезвоживатель творожного сгустка

Обезвоживатель творога [ООТ 10.00.00.000 ВО] предназначен для обезвоживания творожного сгустка в процессе производства творога.

Обезвоживатель творожного сгустка представляет собой аппарат не-прерывного действия, выполненный в виде вращающегося конического барабана 2, сужающегося к месту выхода продукта. Барабан состоит из двух секций и несущей конструкции.

В качестве фильтрующего материала в нем использована лавсановая ткань 3, которая является частью обечайки обеих секций барабана. Ткань крепится на фланцах, расположенных по периферии и в центральной части секций барабана. Последний смонтирован на подвижной поворотной раме 1, установленной на станине. Барабан приводится во вращение по средством привода 3. Для направления его вращения на раме предусмотрено по три опорных ролика 9, расположенных по краям несущей конструкции.

Барабан и приводы имеют ограждения (кожух 15), полностью закрывающие фильтрующую поверхность. С боковых сторон они быстросъемные. Внизу барабана расположены поддоны 13 для сбора сыворотки. Их расположение обеспечивает свободный доступ для ручной санитарной обработки (домывки).

Конструкция обезвоживателя позволяет получить творог, стандартный по массовой доле влаги. Твороженный сгусток, поступающий в барабан, по-падает на фильтровальную ткань обезвоживателя, где и происходит при перемешивании отделение сыворотки. При вращении барабана продолжительность обезвоживания, и, следовательно, влагосодержание конечного продукта регулируется изменением угла наклона барабана с помощью подъемного механизма 12, работающего от отдельного привода 10 и установленного на станине обезвоживателя. Вначале барабан обезвоживателя устанавливается так, что нижняя (по отношению к оси вращения барабана) образующая фильтрующей поверхности располагается в горизонтальной плоскости.

Обезвоживатель имеет площадку обслуживания, обеспечивающую до-ступ к фильтровальной ткани.

5.3 Управление процессом работы оборудования

Система автоматизации линии производства творога выполняет информационные и управляющие функции.

Информационные функции:

-резервуары сквашивания: дистанционный контроль расхода и количества закваски, подаваемой в резервуары; уровня, температуры;

-аппарат тепловой обработки сгустка (ТОС): дистанционный контроль температуры после секции выдержки; расход сгустка по каждому из каналов; контроль и регистрация температуры сгустка после секций участка нагрева и предварительного охлаждения; контроль и регистрация температуры горя-чей воды на выходе в рубашки секций участка нагрева.

-охладитель творога: дистанционный контроль температуры и регистрация температуры творога на выходе из охладителя творога по любому из каналов.

Одновременно осуществляется контроль ряда параметров по месту

-давление пара, подаваемого в бойлеры; водопроводной воды; ледяной воды; ледяной воды и хладагента на подаче в линию;

-давление со световой сигнализацией: моющего раствора на подаче в линию и возврате на моющую станцию; после насоса подачи моющего раствора во второй канал аппарата ТОС (при предварительной мойке); горячей воды после насосов подачи в секции нагрева аппарата ТОС; пара на подаче в бойлеры, воздуха на подаче в систему управления.

В режимах вытеснения продукта осуществляется контроль раздела сред «водамолоко» на подаче молока (закваски) в резервуары сквашивания и «водасыворотка» на входе в обезвоживатель.

Имеется световая сигнализация включения электроприводов насосов, мешалок резервуаров, обезвоживателя, охладителя творога, положения всех клапанов, предельного верхнего и нижнего положений барабанов обезвоживателя; нижнего уровня в резервуарах сквашивания; предельного уровней в поддоне обезвоживателя.

Световая сигнализация используется только при отклонении за допустимые значения нижнего предела давления пара, подаваемого в систему управления; верхнего предельного уровня в резервуарах сквашивания и верхнего предельного давления моющего раствора на входе в аппарат ТОС.

Управляющие функции системы:

Для всех технологических операций предусмотрено два режима управления – «Дистанционное» и «Автоматическое».

Дистанционное управление оборудованием, насосами, клапанами предусмотрено для выполнения пусконаладочных работ, а также при возникновении неполадок в системе автоматического управления, и осуществляется с помощью тумблеров, установленных непосредственно на мнемосхеме щита управления.

Автоматический режим управления предусматривает групповое включение, необходимое для данного процесса технологического оборудования, насосов, клапанов с системой блокировки и автоматического регулирования, что облегчает работу оператора. Автоматический режим технологический процессов включается со щита управления и сигнализации с помощью соответствующих переключателей.

Для переключения потоков молока (сгустка), закваски и моющих средств, используются клапаны с пневмоприводом.

Подача закваски в резервуары – с помощью переключателей со щита управления открывается маршрут подачи закваски в соответствующий резервуар, включается насос подачи закваски. Необходимое количество закваски определяют по показаниям интегрирующей счетной приставки.

Подача молока в резервуары – с помощью переключателей со щита управления открывается маршрут подачи молока в соответствующий резервуар.

При заполнении резервуара молоком до заданного верхнего уровня, срабатывает сигнализатор уровня и включается светозвуковой сигнал.

Санитарная обработка оборудования должна проводиться после окончания работы.

Мойка проводится на реже, чем через 2 смены непрерывной работы. Оборудование, не используемое после мойки и дезинфекции более 6 часов,

Вторично дезинфицируется и ополаскивается водопроводной водой пе-ред началом работы.

Санитарная обработка оборудования линии осуществляется от моечной станции завода по замкнутым кольцевым маршрутам:

-маршрут №1 – кольцо мойки резервуаров для сквашивания;

-маршрут №2 – седьмое кольцо мойки трубопроводов, включающее линию подачи сгустка, насосы подачи сгустка и трубопроводы сыворотки;

- маршрут №3 – второе кольцо мойки трубопроводов, включающее линию подачи молока;

- маршрут №4 – третье кольцо мойки трубопроводов, включающее линию подачи закваски;

- маршрут №5 – четвертое кольцо мойки трубопроводов, включающее линию подачи сгустка от резервуаров к насосам сгустка;

- маршрут №6 – кольцо мойки аппарата ТОС непосредственно после за-вершения работы;

- маршрут №7 – кольцо мойки обезвоживателя сгустка;

- маршрут №8 – кольцо мойки трубопроводов, обвязывающих резерву-ар №1

Примечания:

- резервуары моют по мере их опорожнения (маршруты №1, 8);

-маршруты мойки №№ 2, 6, 7 используются после завершения работы линии;

-маршруты № 3, 4, 5 используются после заполнения резервуаров, т.к. молоко и закваска, частично поступают к резервуарам по трубопроводам подачи сгустка.

Санитарная обработка мелкого инвентаря (патрубков подачи сгустка, пробных каналов) осуществляется в ручную, в соответствии с «Инструкцией по санитарной обработке оборудования на предприятиях молочной промышленности».