WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«ПРАКТИКУМ ПО РАСЧЕТАМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ Учебное пособие Саранск 2009 М.А. Березин, С.В. Истихин, В.В. Кузнецов ПРАКТИКУМ ПО РАСЧЕТАМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ...»

-- [ Страница 1 ] --

Березин М.А., Истихин С.В., Кузнецов В.В.

ПРАКТИКУМ ПО РАСЧЕТАМ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Учебное пособие

Саранск 2009

М.А. Березин, С.В. Истихин, В.В. Кузнецов

ПРАКТИКУМ ПО РАСЧЕТАМ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Учебное пособие Саранск 2009 УДК 663/664.02 (076.5) ББК 36.81-5 Б76 Рецензенты:

доктор технических наук, профессор А.П. Левцев, доктор технических наук, профессор В.А. Комаров Печатается по решению учебно-методической комиссии Института механики и энергетики ГОУВПО «Мордовский государственный университета им. Н.П. Огарева»

Березин М.А.

Практикум по расчетам технологического оборудования пищевых производств / М.А. Березин, С.В. Истихин, В.В. Кузнецов. Саранск: ООО «Мордовия-Экспо», 2009. 64 с.

В учебном пособии в форме расчетных зависимостей содержатся теоретические сведения о некоторых видах технологического оборудования пищевых и перерабатывающих производств, а также исходные данные, методика расчета, варианты индивидуальных заданий и контрольные вопросы для самостоятельной подготовки.

Пособие предназначено для студентов специальности 110303 - «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции», 311200 - «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции».

УДК 663/664.02 (076.5) ББК 36.81- © Березин М.А., Истихин С.В. Кузнецов В.В., ISBN 5-901065-92-

ВВЕДЕНИЕ

Приобретение практических навыков по расчету различного перерабатывающего оборудования играет важную роль в формировании профессиональной подготовки инженеров-механиков пищевых производств.

Основой успешного изучения методик и зависимостей по расчету технологического оборудования являются курсы «Детали машин», «Сопротивление материалов», «Теория машин и механизмов», «Процессы и аппараты пищевых производств», «Монтаж и ремонт технологического оборудования пищевых производств», «Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств», «Физико-механические свойства сырья и готовой продукции» и др.




Цель учебного пособия - систематизировать сведения о технологическом оборудовании, осуществляющем обработку пищевых продуктов;

дать современную методику расчета конкретного вида оборудования пищевого предприятия. Оно поможет в углубленном изучении теоретических основ технологических процессов, овладении методами проектирования, усвоении техники расчетов и получении навыков моделирования с использованием ЭВМ.

Студент должен выполнить 8 расчетно-практических работ. В каждой работе приведены теоретические основы и сущность технологического процесса, классификация оборудования по конструктивным, технологическим признакам и по виду энергоносителя, описание схем и конструкций рассматриваемых видов оборудования, исходные данные и методика расчета, варианты индивидуальных заданий, контрольные вопросы для самостоятельной подготовки и библиографический список.

Структура пособия отвечает требованиям, предъявляемым к методике изложения учебного материала, и обеспечивает условия для самостоятельной и творческой работы студентов.

Теоретическая часть каждой работы поможет студенту в изучении классификации оборудования и теоретических основ рассматриваемого процесса, а также знакомит с устройством и принципом действия наиболее распространенных в промышленности видов оборудования.

Использование чертежей типовых видов оборудования и их описания делает излагаемый материал более доступным для успешного усвоения. Приведенные в практикуме приложения позволяют выполнять расчеты без обращения к справочной литературе.

1. РАСЧЕТ МАШИНЫ ДЛЯ МОЙКИ ПЛОДОВ И ОВОЩЕЙ

Цель работы: изучение классификации моечных машин, устройства и принципа действия линейной моечной машины, приобретение практических навыков по расчету моечных машин.

Задание: выполнить расчет линейной моечной машины, если заданы:

скорость транспортера C, м/с; длина зеркала воды в ванне А, м; диаметр трубопровода dт, м; длина трубопровода lт, м; длина транспортера L, м;

вид перерабатываемого сырья.

Мойка определяет качество конечного продукта, причем ее режимы зависят от видов загрязнений. Если пищевое сырье обычно загрязнено частицами почвы, песка, остатками ботвы и т. п., то на поверхности тары содержатся сложные загрязнения, состоящие из жидкой и твердой фаз (жиры, частицы консервируемого продукта и т.д.). Состав загрязнений обусловливает разнообразие их механических свойств, различие в величине сил сцепления с поверхностью сырья или тары.

Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов, входящих, как правило, в состав загрязнений, тара перед заполнением консервируемым продуктом подвергается дезинфекции. Дезинфекцию отмытых поверхностей проводят осветленным раствором с массовой долей хлорной извести 5 % или раствором с массовой до лей гидроксида NaOH - 0,5 % или хлорамином.

Для мойки используются следующие моющие средства: анионо- и катионоактивные, амфолитные и неионогенные. Моющий раствор должен обеспечить смачивание поверхностей, диспергирование загрязнений (набухание, пептизация и дробление белковых веществ, омыление жиров) и стабилизацию отделившихся от поверхности загрязнений в моющем растворе.





Смачивание отмываемых поверхностей зависит от поверхностного натяжения моющего и межфазного раствора и межфазного натяжения на границе жидкость - твердое тело. Наиболее эффективное смачивание и мойка обеспечиваются при минимальном поверхностном натяжении моющего раствора. Для этого используют два метода снижения поверхностного натяжения воды или моющего раствора: тепловой и использующий поверхностно-активные вещества (ПАВ).

В зависимости от вида отмываемых поверхностей в состав моющего раствора входят разные вещества: эмульгирующие жиры и омыляющие жирные кислоты - едкая щелочь; пептизирующие белки и снижающие жесткость воды - тринатрийфосфат и др.; предотвращающие коррозию металла - жидкое стекло и ПАВ. Количество каждого компонента определяется видом и свойством отмываемых поверхностей.

Чистота отмываемых поверхностей определяется по отсутствию следов загрязнений, моющих средств и по количеству микро организмов на них.

В настоящее время для мойки пищевого растительного сырья, тары и санитарной обработки оборудования применяются моечные машины различных типов и конструкций. Они классифицируются следующим образом: в зависимости от характера процесса (непрерывно и периодически действующие); от вида обрабатываемых объектов (для мойки сырья и мойки тары); по типу устройств, перемещающих отмываемые объекты (линейные и барабанные); по способу воздействия моющей среды (шприцевые, отмочные и отмочно-шприцевые).

Интенсификация процесса мойки при оптимальной темпера туре моющего раствора возможна за счет использования более эффективных моющих растворов либо турбулизации моющего раствора у загрязненных поверхностей. Движение моющего раствора у отмываемых поверхностей оказывает механический разрушающий эффект на загрязнения и ускоряет физико-химическое взаимодействие. Оно осуществляется разными способами: турбулизацией моющего раствора воздушным барботированием;

механическим перемешиванием моющего раствора лопастями, насадками и т. д.; приведением моющего раствора в колебательное движение с помощью динамических вибраторов или гидродинамических излучателей;

турбулизацией моющего раствора затопленными струями и т. д.

К моечным машинам предъявляются следующие требования: высокая степень чистоты отмываемых объектов, исключение порчи сырья или боя и деформации тары, минимальный расход воды и энергии, простота изготовления и обслуживания, высокая эксплуатационная надежность, малые габаритные размеры и масса.

Для мойки сырья используется обычно проточная или оборотная водопроводная вода. После отмочки загрязнения с поверхности сырья удаляются щетками или жидкостными струями.

Из многообразия моечных машин наибольшее распространение получили лопастные, ленточные, барабанные, вибрационные, комбинированные, элеваторные, щеточные и др. Выбор моечной машины определяется структурно-механическими и прочностными свойствами растительного сырья, а также характером и количеством загрязнений на поверхности сырья.

Мойку растительного сырья производят погружением в воду (отмочка), ополаскиванием струями воды из насадок, использованием щеточных устройств, активным перемешиванием. В большинстве моечных машин применяют комбинацию перечисленных способов мойки.

Мойка предусматривает удаление с поверхности сырья остатков земли, песка, посторонних тяжелых и легких примесей (камни, листья, ветки, солома и др.). Для каждого вида сырья требуется свой способ и режим мойки.

Линейная моечная машина (рис. 1) предназначена для мойки различных овощей и плодов, как с мягкой, так и с твердой структурой. Она состоит из ванны 1, транспортерного полотна 2, душевого устройства 3 и привода 4. На каркасе ванны 1 смонтированы псе узлы моечной машины.

Рис. 1.1. Линейная моечная машина: 1 - ванна; 2 - транспортерное полотно; 3 душевое устройство; 4 - привод При работе машины плоды поступают в моечное пространство ванны непрерывно. Для более интенсивной мойки загрязненный продукт активно перемешивается за счет подводимого от нагнетателя сжатого воздуха. Вымытый продукт из моечного пространства перемещается наклонным транспортером, в верхней части которого (перед выгрузкой) он ополаскивается водой из душевого устройства.

Выгрузка продукта производится через лоток, регулируемый по высоте. Величина слоя продукта, поступающего на транспортерное полотно, регулируется заслонкой. Вода, поступающая в ванну через ополаскивающий душ, удаляется через сливную щель. Чистка ванны производится через грязевой люк и боковые окна.

Производительность Q, кг/с, линейных моечных машин определяется производительностью рабочего транспортера где b - ширина рабочей части транспортера, м (определяется шириной инспекционного транспортера, которая составляет 0,6...0,9 м); hC - высота слоя сырья, м (табл. 1); C - коэффициент использования транспортера C = 0,6...07); C - насыпная плотность сырья, кг/м3 (табл. 1.1); C - скорость транспортера, м/с.

Таблица 1.1 - Насыпная плотность плодов и овощей Сырье Высота слоя сырья, hC, м Время отмочки сырья, с, определяется полезным объемом ванны WП, м Полезный объем ванны WП определяется площадью зеркала воды в ванне FЗ, м2. При обычной призматической форме ванны где Нm - глубина наиболее погруженной точки несущей ветви транспортера (обычно Нm =0,5...0,7 м).

Площадь зеркала воды в ванне моечной машины F3, м2, где А - длина зеркала воды в ванне, м; В - расстояние между боковыми стенками ванны, м (В = b + 0,1).

Количество воздуха и необходимый напор, под которым он должен подаваться в барботер, определяются размерами зеркала воды в ванне и глубиной погружения отверстия истечения воздуха из барботеров. Практикой эксплуатации моечных машин установлена следующая норма: 1, м3 воздуха в минуту на 1 м2 площади зеркала воды, т.е.

Нагнетатель воздуха для моечной машины выбирается по расходу воздуха WВ и необходимому напору РВ.

Поскольку длина воздуховода для подвода воздуха к барботерам и скорость воздуха в воздуховоде малы, потерями по длине воздуховода можно пренебречь, тогда РВ, Па, где В- плотность воздуха, кг/м (В = 0,00129 кг/м ); В - скорость воздуха в воздуховоде, м/с (В рекомендуется не более 10 м/с); - коэффициент местного сопротивления (в расчете принимать = 0,30...0,45); Ж - плотность воды, кг/м3 (Ж = 1000 кг/м3); hЖ - глубина погружения в воду отверстий барботера, м ( hЖ = Нm+ 0,1 м); g = 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения.

Мощность электродвигателя для привода нагнетателя воздуха NВ, кВт где WВ - расход подаваемого воздуха, м/с; РВ - необходимый напор, Па (РВ = 0,15...0,20 МПа); В - КПД нагнетателя (В = 0,6...0,8).

Мощность, необходимая для привода центробежного насоса, подающего жидкость к душевым или шприцевым устройствам NЖ, кВт, определяется по формуле, аналогичной формуле (1.7) где QЖ - расход жидкости, м /с; РЖ - напор жидкости у насоса, Па (РЖ = 0,2...0,3 МПа); Н - КПД насоса (Н = 0,70...0,85).

Расход жидкости QЖ, м3/с где µ - коэффициент расхода (для цилиндрического насадка µ = 0,82; для конического сходящегося µ = 0,95; для конического расходящегося µ = 0,48; вид насадка выбирается самостоятельно); d - диаметр отверстия барботера, м (выбирается равным 0,75; 1,25; 1,50; мм в зависимости от вида перерабатываемого сырья, меньшие значения выбираются для мелких плодов и овощей); n - количество одинаковых отверстий барботера (в расчете принимается n = 50...60); РИ - напор жидкости у отверстия истечения, Па (в расчете принимается РИ = РЖ = 0,2...0,3 МПа); Ж - плотность моющей жидкости, кг/м3 (Ж = 1000 м3 кг).

Напор жидкости у насоса где РП - потеря напора от местных и путевых сопротивлений, Па.

Потеря напора, Па где Ж - скорость жидкости в трубопроводе, м/с (Ж рекомендуется не более 2 м/с); - коэффициент местного сопротивления (выбирается по справочнику, в расчете принять = 0,85); Ж - коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода; lm- длина трубопровода, м; dm - диаметр трубопровода, м.

Коэффициент сопротивления трения по длине трубопровода определяется по следующим формулам здесь Re - число Рейнольдса µЖ - кинематическая вязкость моющей жидкости (µЖ = 1,01 10 м /с).

Мощность Nmp, кВт, для привода основного транспортера где Аm - тяговое усилие транспортера, Н; C - скорость транспортера, м/с;

- КПД передаточных механизмов ( = 0,61...0,78).

Тяговое усилие определяется методом обхода контура с учетом максимальной загрузки. Ориентировочно тяговое усилие Аm, Н · м, можно определить по формуле где q0 - масса полезной нагрузки на 1 м транспортера, кг (q0 = 8...12 кг); q масса 1 м транспортера без груза, кг (q = 4,4...5,1 кг); Lг - длина груженой части транспортера, м (Lг = 0,65 L); L - длина транспортера, м; g = 9,81 м/с - ускорение свободного падения.

Отчет о расчетно-практической работе должен включать в себя:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой излагается классификация моечных машин, основы теории мойки, устройство и принцип работы моечной машины, требования эксплуатации;

- расчетную часть, в которой приводится расчет линейной моечной машины по предлагаемому варианту (табл. 1.2);

- графическую часть, в которой дается чертеж моечной машины и спецификация к нему.

1. Какие виды моечных машин вы знаете?

2. Каково устройство и принцип работы линейной моечной машины?

3. Какие моющие растворы применяются для мойки тары и санитарной обработки оборудования в пищевой промышленности?

4..Каков механизм удаления загрязнений с отмываемой поверхности?

5. За счет чего можно интенсифицировать процесс мойки пищевого растительного сырья?

5. От каких параметров зависит производительность линейной моечной машины?

6. За счет каких факторов можно повысить эффективность работы линейных моечных машин?

7. Какими способами производится мойка растительного сырья?

Таблица 1.2 - Варианты индивидуальных заданий

2. РАСЧЕТ ЗЕРНООЧИСТИТЕЛЬНОГО СЕПАРАТОРА

Цель работы: изучение теоретических основ процесса разделения сыпучих пищевых продуктов, знакомство с классификацией зерноочистительных сепараторов, изучение устройства и принципа действия зерноочистительного сепаратора, приобретение практических навыков по их расчету.

Задание: выполнить расчет зерноочистительного сепаратора, если заданы: производительность Q, кг/с; вид перерабатываемого сырья; полнота разделения; qB - удельная производительность по ширине решета, кг/(с·м).

Сортированием называется процесс разделения сыпучих продуктов (в основном зерновых культур) на фракции, одинаковые по размеру и форме.

Сепарированием называется процесс разделения сыпучих материалов на фракции, различающиеся физическими и геометрическими размерами, по следующим признакам: плотность частиц, линейные размеры, аэродинамические и ферромагнитные свойства, состояние поверхности и др.

Основным рабочим органом зерноочистительных сепараторов и сортирующих машин являются сита. Применяемые сита по способу изготовления классифицируются на штампованные из металлических листов и тканые металлические и полимерные сетки.

Часть сыпучего продукта, имеющего размеры меньше размеров ячеек сита и проходящего через ситовую поверхность, называется проходом, а частицы продукта, которые не проходят по размерам сквозь отверстия сита и ссыпаются с него через край, образуют сход.

Для нормальной организации процесса разделения сыпучего продукта необходимо выполнить основное условие просеивания - скольжение частиц продукта по поверхности сита. Предельная частота вращения кривошипа, при которой частица не отделяется от сита, определяется из уравнения где r - радиус кривошипа, м; - угол наклона сита к горизонту, град.

Процесс сепарирования движущегося сыпучего продукта состоит из двух одновременно происходящих стадий. На первой стадии - самосортировании - частицы, имеющие меньшие размеры, большую плотность, меньшее значение коэффициента внутреннего трения и удобно обтекаемую форму, перемещаются из верхних слоев в нижние и достигают поверхности сита. Вторая стадия - собственно просеивание частиц - происходит при относительном движении их по ситу. Однако для эффективного протекания процесса обе стадии требуют различного кинематического режима движения сита: при увеличении ускорения улучшается самосортирование, а для успешного осуществления просеивания необходимо ограничивать максимально допустимые пределы ускорения.

Пневмосепарирование основано на различии сопротивлений, оказываемых отдельными частицами воздушному потоку, что обусловлено их различными аэродинамическими свойствами. В вертикальном восходящем потоке сила тяжести G и сила сопротивления R, действующая на частицу, всегда противоположны. Таким образом, отношение G/R определяет направление движения частицы: при G/R1 частица движется вниз, при G/R1 частица движется вверх и при G/R = 1 частица находится в равновесии, т.е. витает.

Из соотношения R = G получается выражение для определения скорости витания или критической скорости где - коэффициент аэродинамического сопротивления; - плотность воздуха, кг/м3; FМ - площадь проекции частицы на плоскость, нормальную к вектору относительной ее скорости (миделево сечение).

Наибольшее влияние на эффективность пневмосепарирования оказывают удельная нагрузка продукта на канал, средняя скорость воздушного потока, выравненность воздушного потока, физико-механические свойства примесей сепарируемой смеси и степень засоренности, размеры и конструктивное решение пневмосепарирующих каналов, начальная скорость и условия ввода сепарируемой смеси в пневмосепарирующий канал и др.

Просеивающие машины, применяемые в пищевой промышленности, классифицируются на следующие виды:

1) по конструкции ситовой поверхности: плоские и барабанные сита;

2) по способу получения движения продуктов: с неподвижными ситами; с возвратно-поступательным, круговым поступательным и вибрационным движением сит; с горизонтальной и вертикальной осью вращения сита;

3) по конфигурации ситовой поверхности на: цилиндрические; конические; призматические и пирамидальные.

Зерноочистительные сепараторы предназначены для очистки зерна от примесей, отличающихся от него толщиной, шириной, аэродинамическими и ферромагнитными свойствами.

Очистка зерна осуществляется путем отделения примесей при последовательном просеивании на наклонно расположенных решетках, совершающих возвратно-поступательное движение, и двукратного продувания зерна воздухом в каналах - при поступлении зерна в сепаратор и при выходе из него. В некоторых сепараторах (ЗСМ-5, ЗСМ-10) предусмотрена магнитная защита.

Сепараторы типа ЗСМ по конструкции во многом аналогичны друг другу (рис. 2.1). Они имеют сварную станину, верхний 5 и нижний 4 решетные кузова, приемную 9 и аспирационную 11 камеры, вентиляторы с приводом, электродвигатель 8, пневмосепарирующий канал 7 с магнитной защитой.

Рис. 2.1. Зерноочистительный сепаратор ЗСМ: 1 - эксцентриковый колебатель; - двигатель привода колебателя; 3 - станина; 4 - нижний решетный кузов; 5 верхний решетный кузов; 6 - приемная коробка; 7 -пневмосепарирующий канал;

8 - электродвигатель привода шнеков; 9 - приемная камера; 10 - распределительный шнек; 11 - аспирационная камера; 12 – шнек Вентиляторы сепараторов ЗСМ-10 и ЗСМ-20 снабжены индивидуальными электродвигателями, а вентиляторы в ЗСМ-5 приводятся в движение от одного электродвигателя. Каждый решетный кузов подвешен к станине на четырех вертикальных пружинных подвесках. Решетные кузова сепараторов ЗСМ-5 и ЗСМ-10 имеют три ряда выдвигающихся решетных рамок, а сепаратор ЗСМ-20 -четыре ряда. Решета первого ряда - сортировочные, второго - разгрузочные, третьего и четвертого - подсевные.

Решетные кузова приводятся в движение эксцентриковым колебателем 1 от электродвигателя 2 через клиноременную передачу. Для уравновешивания сил инерции колеблющихся масс эксцентриковый колебатель снабжен двумя шкивами с противовесами.

Решета очищаются инерционными очистительными механизмами.

Степень прижатия очистителя к решету регулируют подъемом плоской пружины.

На верхнем кузове смонтирована приемная камера, имеющая рамку с приемным решетом. На станине установлена аспирационная камера с двумя вентиляторами, которые входными отверстиями присоединены к всасывающим воздуховодам аспирационной камеры, а выходными - к фильтру. Внутри аспирационной камеры имеется канал первой продувки и две осадочные камеры. В задней части станины находится пневмосепарирующий канал 7, в котором осуществляется вторая продувка. Пневмосепарирующий канал, приемная и аспирационная камеры имеют люки для обслуживания.

Процесс очистки зерна в сепараторе происходит следующим образом. Зерно, поступающее из бункера регулируемым потоком, с помощью наклонных скатов распределяется по всей ширине приемной камеры. Преодолевая сопротивление клапана, зерно равномерным слоем поступает в аспирационный канал первой продувки, в нем происходит выделение из зерна легких примесей, которые уносятся воздушным потоком в первую осадочную камеру, затем через лепестковые клапаны поступают в лоток и выводятся из сепаратора.

Освобожденный от легких примесей воздух из первой осадочной камеры по воздуховоду поступает в вентилятор первой продувки, а из него - в фильтр. Режим в аспирационной камере регулируется установленным в нем клапаном. Из канала первой продувки зерно поступает на приемное решето, сходом с которого идет крупный сор, удаляемый из сепаратора лотком, а проходом зерно направляется на сортировочное решето.

Сходом с сортировочного решета идут примеси крупнее зерна, а проходом зерно поступает на разгрузочное решето, которое по длине состоит из двух частей: од на с отверстиями диаметром 5 мм, другая - с отверстиями диаметром 4 мм, что обеспечивает более эффективное отделение мелких примесей.

Сходом с разгрузочного решета идет зерно, не содержащее мелких примесей, которое затем поступает в аспирационный канал второй продувки, а проходом зерно и мелкие примеси поступают на подсевное решето.

Распределение зерна по подсевным решетам осуществляется делителем щелевого типа. Подсевные решета отделяют от полноценного зерна мелкое, битое зерно, сорняки и минеральные примеси, которые собираются на поддонах кузова и по лотку выводятся из него.

Освобожденное от мелких примесей зерно, идущее сходом с подсевного решета, также поступает в аспирационный канал второй продувки.

При этом легкие примеси по каналу 7 уносятся во вторую осадочную камеру и через лепестковые клапаны по лотку выводятся из сепаратора, а воздух из камеры по всасывающему воздуховоду поступает в вентилятор второй продувки и далее в циклон. Поток зерна из канала второй продувки проходит через магнитный аппарат, освобождается от металломагнитных примесей, и очищенное зерно выводится из сепаратора.

Ширина решетного стана В, м где Q - производительность сепаратора, кг/с; qВ - удельная производительность, отнесенная к единице ширины решета, кг/(с·м).

Значение оптимального ускорения j0, м/с2, определяем по табл. 2. или по формуле где qВ - удельная производительность по ширине решета, кг/(с·м); - угол между направлением колебаний и плоскостью решета, град ( = +, принимаем для посевных решет угол наклона к горизонту = 5, угол колебания = 15).

Удельная производительность решета qF, кг/(с·м2), отнесенная к единице его площади где - полнота разделения; - угол колебания, град.

Частоту колебаний n, кол./с, определяем по уравнению где А - амплитуда колебаний, м здесь е - эксцентриситет, м (е = 0,005...0,010 м); k - коэффициент, учитывающий колебания рамы машины, он зависит от величины оптимального ускорения j Длина решета l, м, в каждом стане будет равна Уравновешивание решетных станов. Уравновешивание качающихся масс решетных станов в зерноочистительных сепараторах осуществляется путем сообщения (от эксцентриков, расположенных на двух эксцентриковых валах) решетным станам движений в противоположных направлениях.

Уравновешивание решетного стана осуществляется вращающимися грузами на двух параллельных валах. На каждом валу располагается по два диска с грузами (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Диск с грузом для уравновешивания решетных станов Примем следующие размеры груза (см. рис. 2.2): R = 0,09 м, r = 0, м, = 90, и определим толщину груза, м где - плотность материала груза, кг/м ( = 7800 кг/м ); Мгр -масса груза, здесь G - масса решетного стана, кг (G = 120 кг); Rц - радиус вращения центра тяжести груза, м (Rц = (r+ R)/2).

Расчет воздухоочистительной части сепараторов. Потери давления в воздухоочистительной части сепараторов складываются из потерь в аспирационных каналах, осадочных камерах, воздуховодах и циклонах. Суммарные потери напора в воздухоочиститель ной части и циклонах в сепараторе где РК - потери в аспирационных каналах сепаратора, Па; РО - потери в осадочной камере, Па; РВ - потери в воздуховодах, Па; РБЦ - потери в батареи циклонов, Па.

Потери в аспирационных каналах РК, Па где qF - удельная производительность решет, отнесенная к единице их площади, кг/(с·м2); aк - скорость воздуха в аспирационном канале, м/с (примем равной aк = 10 м/с).

Зная производительность Q и выбрав ширину канала В, м, и эффективность сепарации, по номограмме (рис. 2.3) находим глубину канала S, м; загрузку единицы ширины канала qКВ, кг/(с·м2) и загрузку единицы площади сечения канала qKF, кг/(с·м2).

Рис. 2.3. Номограмма для расчета размеров сечения и загрузок аспирационных каналов: Q - производительность, т/ч; qKВ - загрузка единицы ширины канала, кг/(ч·дм); В ширина канала, мм; S - глубина канала, мм; - эффективность сепарации; qKF - за грузка единицы площади сечения канала, кг/(ч·дм2) Проектируем два аспирационных канала, расположив их рядом, соответствующей ширины и глубины.

Расход воздуха V, м3/с где aк - скорость воздуха в аспирационном канале, м/с; В и S - соответственно ширина и глубина канала, м.

Потери в осадочных камерах и воздуховодах рассчитываются по формуле, применяемой для определения местных сопротивлений при расчете аспирационных систем и пневмотранспорта где - коэффициент местных сопротивлений (берется из соответствующих справочников, в расчете примите = 0,5 для осадочной камеры и = 0,06 - коэффициент потерь на 1 м воздуховода); вoк - скорость воздуха в осадочной камере, м/с (в расчете примите вoк = 10 м/с); в - плотность воздуха, кг/м3 (в = 1,2 кг/м3); g - ускорение свободного падения (g = 9, м/с2).

Потери в воздуховодах при их длине l = 5 м и в = 14 м/с При подсчитанном по формуле (2.10) расходе воздуха в воздухоочистительных частях сепаратора одиночные циклоны получаются очень громоздкими. Поэтому проектируем батарейные циклоны, состоящие из шести элементов.

Производительность каждого элемента примем равной Vц = м /ч = 0,45 м3/с, что дает возможность спроектировать унифицированные элементы батарей (табл. 2.2 и рис. 2.4).

Таблица 2.2 - Основные параметры циклонов Определяем размеры элементов: диаметр D и высоту Н0, м, где К - эмпирический коэффициент (табл. 2.2); u = 12...18 м/с - скорость воздуха при входе в циклон, м/с (табл. 2.2).

Сопротивление батарейных циклонов РБЦ, Па где - коэффициент сопротивления (табл.2.2); в - плотность воздуха, кг/м3 (в = 1,2 кг/м3); u - скорость воздуха при входе в циклон, м/с (табл. 2.2).

Вентилятор к машинам выбираем из серии ВРН по номограмме (рис. 2.4).

Мощность N, кВт, потребную для работы решетного стана, определяем по формуле где n - частота вращения решетного Рис. 2.5 - Номограмма для подбора и определения основных параметров вентиляторов серии ВРН: Р - полное давление, Па; К – окружная скорость колеса, м/с; NВ - мощность на валу вентилятора, кВт; V – объемная подача вентилятора, м3/ч; n - частота вращения колеса, об/мин; D – диаметр колеса, мм.

Таблица 2.3 - Варианты индивидуальных заданий Отчет о расчетно-практической работе должен включать в себя:

- теоретическую часть, в которой излагается классификация зерноочистительных сепараторов, основы теории очистки, устройство и принцип работы зерноочистительного сепаратора, требования его эксплуатации;

- расчетную часть, в которой приводится расчет зерноочистительного сепаратора по предлагаемому варианту (табл. 2.3);

- графическую часть, в которой дается чертеж зерноочистительного сепаратора и спецификация к нему.

1. По каким признакам осуществляется очистка зерновых в зерноочистительных сепараторах?

2. Какие виды просеивающих машин применяются в пищевой промышленности?

3. В чем заключается основное условие просеивания?

4. Почему необходимо уравновешивать решетные станы зерноочистительных сепараторов? Какие способы уравновешивания вы знаете?

5. Из каких стадий состоит процесс сепарирования движущегося по ситу сыпучего продукта?

6. В чем заключается сущность пневмосепарирования сыпучих продуктов?

7. Каково устройство и принцип работы зерноочистительного сепаратора?

8. Какие виды сит используются в зерноочистительных сепараторах?

9. Каким образом определяется предельная частота вращения кривошипа, приводящего сито в колебательное движение?

3. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ТРИЕРА

Цель работы: изучение теоретических основ процесса разделения сыпучих зернистых смесей по линейному размеру; знакомство с классификацией триеров, их конструкциями и принципом действия; приобретение практических навыков по расчету триеров.

Задание: выполнить расчет цилиндрического триера одинарного действия, если заданы: исходный зерновой материал; содержание примесей в исходном материале, %; производительность G, кг/ч; вид триера.

Триеры предназначены для разделения зернового материала по длине. Известны следующие виды триеров: цилиндрические, дисковые, лопастные, ленточные, причем только первые и вторые нашли широкое применение в промышленности.

Цилиндрический триер (рис. 3.1) состоит из двух основных частей:

цилиндра с ячейками на внутренней поверхности и находящегося внутри него желоба со шнеком.

При вращении цилиндра с зерном в ячейки триера попадают из смеси частицы зернового материала, длина которых меньше диаметра ячеек, и поднимаются вверх; падают в желоб, находящийся внутри цилиндра и выводятся наружу шнеком. В цилиндре остаются частицы, длина которых больше диаметра ячеек и которые не укладываются в них по длине, и выходят сходом по цилиндру с другой стороны.

Рис. 3.1. Схема работы триеров: а - кукольный триер; б - овсюжный триер; 1 цилиндр; 2 - желоб; 3 - шнек Триеры, выделяющие из зернового материала короткие примеси (например, куколь, битое зерно и т. п.), называются кукольными. У них очищенное зерно выходит из цилиндра, а примеси - из желоба.

Триеры, предназначенные для отделения длинных зерновых примесей, называют овсюжными. В них зерно выходит из желоба, а примеси из цилиндра. У выходного конца овсюжного цилиндра устанавливают кольцо - диафрагму, которая способствует образованию слоя зернового материала внутри цилиндра.

Цилиндрические триеры с внутренней ячеистой поверхностью изготавливаются одинарного и двойного действия. Триеры одинарного действия имеют по всей длине цилиндра ячейки одного типа и размера и выделяют только короткие или только длинные примеси. Триеры двойного действия на различных участках цилиндра по длине имеют ячейки двух размеров для отделения длинных и коротких примесей.

Формы и размеры ячеек триеров. Форма триерных ячеек определяется способом изготовления, и по этому признаку они могут быть штампованные, фрезерованные и литые.

Наибольшее распространение получили стальные цилиндры со штампованными ячейками, как наиболее прочные и дешевые в изготовлении. Форма и размеры штампованных ячеек берутся согласно государственному стандарту на триерные цилиндры. Штампованные ячейки в плане круглые, а в разрезе по окружности цилиндра - ковшеобразные.

Образующие вспомогательного цилиндра диаметром d0 = 1,05d должны быть касательными к дуге окружности радиуса R.

Штампованные ячейки располагаются в шахматном порядкес шагом где d - рабочий размер ячеек, мм.

Желоб и шнек триера. Для приема и отвода зерна и примесей, выбранных ячейками, служат желоб и шнек. Относительно оси триера шнеки располагают концентрично и эксцентрично (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схемы расположения шнеков в триерах: а - концентричная; б - эксцентричная Шнеки триеров однозаходные. Угловая частота вращения шнека одинакова с угловой частотой вращения триерного цилиндра.

Профиль желоба должен быть таким; чтобы зерна, выпадающие из ячеек, при своем падении не перелетали через нерабочий край желоба.

Траектория полета зерен, выпадающих из ячеек, - парабола. Дальность полета зерна по горизонтали Высота полета зерна по вертикали равна где = 90 - - угол сбрасывания зерна; - угол подъема зерна ячейкой нал горизонтальным диаметром где - угол естественного откоса зерна в движении, град; К - показатель кинематического режима триера.

Определение размеров триерного цилиндра. Задаемся вначале окружной скоростью, которая принимается для тихоходных триеров vm = 0,25...0,50 м/с; для быстроходных - vб = 0,90...1,40 м/с. Для мелких семян берут меньшие скорости. Наклон оси тихоходных триеров доходит до 5,5°, а быстроходных 1,0...2,5°.

Пользуясь данными табл. 3.1, выбираем размер ячеек триера. В зависимости от назначения триера и вида очищаемой культуры триерные цилиндры изготавливаются с размерами ячеек 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,5; 2,8; 3,1;

3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,6; 6,3; 7,1; 8,0; 8,5; 9,0; 9,5; 10,5; 11,2; 11,8; 12,5 мм.

Таблица 3.1 - Данные для подбора триерных ячеек Длина L, м, триерного барабана в первом приближении определяется по формуле Г.Т. Павловского где G - производительность триера, кг/ч; а - содержание коротких зерен в исходном материале, %; D - диаметр триерного цилиндра, м (D = 2 R); k количество ячеек на 1 м2 триерной поверхности здесь d - диаметр ячейки, мм; S - вместимость одной ячейки (количество зерен в одной ячейке S = 1); - коэффициент использования ячеистой поверхности (в предварительных расчетах можно принять = 0,5 - для триеров, отделяющих длинные зерновые примеси; = 0,1 - для триеров, отделяющих короткие зерновые примеси и битое зерно) где q2 - расчетная производительность, т. е. максимальная масса зерна, которая может быть выбрана ячейками при условии их заполнения где L - длина цилиндра, м; k - количество ячеек на 1 м триерной поверхности; vm - окружная скорость цилиндра, м/с (vm = - R); 2 - средняя масса зерна, выбираемого одной ячейкой, кг (табл. 3.1).

Диаметр триерного цилиндра ориентировочно определяется из соотношения для тихоходных триеров для быстроходных триеров Расчетная угловая частота вращения, с для тихоходных триеров для быстроходных триеров где К - показатель кинематического режима триера (Кm = 0,15...0,30 - для тихоходных триеров; Кб = 0,50...0,75 - для быстроходных триеров).

Расчетная рабочая площадь поверхности триера Fp, м2, определяется по формуле где q - удельная нагрузка на 1 м триерной поверхности, кг/(м ч); (q = 125...185 кг/ч - для тихоходных триеров; q = 400...1100 кг/ч - для быстроходных триеров).

Сопоставляем расчетную рабочую площадь поверхности Fp с полученной по формуле теоретической площадью поверхности Fm При существенном расхождении Fp и Fm подбираем новое уточненное значение удельной нагрузки на 1 м2 триерной поверхности q.

По полученным значениям рабочей поверхности окончательно выбираем диаметр и длину триерного цилиндра (табл. 3.2).

Таблица 3.2 - Размеры триерных цилиндров От длины триерного цилиндра зависит продолжительность пребывания зерна в нем, а, следовательно, качество разделения. После уточнения длины и диаметра триерного цилиндра проверьте выполнение соотношения Для мелких семян выбирается большее соотношение.

Потребная мощность N, кВт, привода триера где G - производительность триера, кг/ч; пр - КПД привода триера (пр = 0,8..0,9).

Расчет шнека триера. Радиус шнека для обеспечения необходимого угла ската зерна по рабочей стенке желоба во время работы:

- для концентрично расположенного шнека - для эксцентрично расположенного шнека где R - радиус триерного цилиндра, м; - угол трения зерна по материалу желоба здесь f - коэффициент трения (табл. 3.1); а0 - центральный угол установки желоба над горизонтальным диаметром (рис. 3.3).

Дальность полета зерна по горизонтали Высота полета зерна по вертикали равна где = 90 - - угол сбрасывания зерна; - угол подъема зерна ячейкой нал горизонтальным диаметром где - угол естественного откоса зерна в движении, град; К - показатель кинематического режима триера (Кт = 0,15...0,30 - для тихоходных триеров; Кб = 0,50...0,75 - для быстроходных триеров).

при различных К: В - угол выпадеРадиус r, мм, закругления дна ния зерна из ячеек; С2 - предельжелоба ный угол скольжения частиц; ОТВ предельный угол отрыва Наибольшая толщина, м, слоя зернового сегмента где 1 - скорость осевого движения зерна, м/с (ориентировочно 1 = 0,044...0,065 м/с - для тихоходных триеров с наклонной осью; 1 = 0,027...0,038 м/с - для быстроходных триеров с горизонтальной осью); насыпная плотность зерна, кг/м3 (табл. 3.1).

Отчет о расчетно-проектной работе должен включать в себя:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой излагается классификация триеров, основы теории разделения по размерам зерен, устройство и принцип работы цилиндрического триера одинарного действия;

- расчетную часть, в которой приводится расчет цилиндрического триера по предлагаемому варианту (табл. 3.3); графическую часть, в которой дается чертеж триера и спецификация к нему.

1. По какому признаку триеры классифицируются на тихоходные и быстроходные?

2. В чем состоит отличие овсюжных триеров от кукольных?

3. Чему равно предельное число оборотов триера?

4. Как форма и размеры ячеек на внутренней поверхности триера влияют на эффективность его работы?

5. От каких факторов зависит угол подъема зерна ячейкой триера?

6. Какие параметры определяют выбор радиуса шнека триера?

7. Каково устройство и принцип действия дискового триера?

8. Как определяется и что характеризует кинематический показатель К работы триера?

9. Какие технологии изготовления ячеек на внутренней поверхности триеров вы знаете?

Таблица 3.3 - Варианты индивидуальных заданий

4. РАСЧЕТ ЦЕНТРИФУГИ

Цель работы: изучение теоретических основ процесса разделения суспензий; знакомство с классификацией центрифуг, их конструкциями и принципом работы; выполнение расчета центрифуги.

Задание: выполнить расчет центрифуги, если заданы: диаметр центрифуги D, м; высота цилиндрической части центрифуги H, м; частота вращения n, мин-1; масса утфеля GУ, кг; состав утфеля: БУ - массовая доля сухих веществ в утфеле, %; ДБУ - доброкачественность; У = 1450 кг/м3 плотность утфеля; характеристика зеленой патоки: массовая доля сухих веществ в белой патоке БП, %; ДБП - доброкачественность; вязкость µ = 0,1893 Па·с; плотность зеленой патоки П = 1372,5 кг/м3; характеристика белой патоки: ББ -массовая доля сухих веществ в белой патоке, %; ДбБ доброкачественность белой патоки; кинематическая вязкость белой патоки = 1,47·10-4 м/с; плотность белой патоки БП = 1392 кг/м3; температура утфеля и патоки t = 60С°; эффективный диаметр кристаллов сахара d = 4·10-4 м; диаметр загрузочного отверстия dЗ, м; H1' - высота конической части центрифуги, м.

Центрифугированием называется разделение неоднородных суспензий на фракции в поле центробежных сил. Различают отстойное и фильтрационное центрифугирование.

Отстойное центрифугирование используется для разделения плохо фильтрующихся суспензий с малой концентрацией, а также для классификации суспензий по крупности и удельному весу частиц.

Фильтрационное центрифугирование применяется для разделения суспензий, имеющих дисперсионную фазу кристаллической или зернистой структуры, а также для обезвоживания влажных материалов, поры которых целиком или частично заполнены жидкостью.

Утфель представляет собой вязкую двухфазную массу, содержащую 45... % по объему кристаллов сахара и межкристальный раствор.

Процесс фуговки осуществляется за счет действия центробежной силы на утфель, загруженный в цилиндрический перфорированный ротор центрифуги, Рис. 3.1. Схема работы центрифувращающейся с окружной скоростью ги 50...90 м/с (рис. 2.1). Для лучшего отделения межкристального оттека и задержания кристаллов сахара внутри ротора центрифуги устанавливают подкладочные и фильтрующие сита.

Процесс фуговки утфеля делится на три периода: образование осадка, уплотнение и механическая сушка осадка. Первый период - обычная фильтрация, причем давление обусловливается гидравлическим напором под действием центробежных сил.

Во время второго периода центрифугируемая масса представляет собой двухфазную систему, при чем вначале твердые частицы имеют минимум точек касания.

В дальнейшем происходит сближение частиц с уменьшением объема пор массы и выжимание жидкой фазы из этих пор. На межкристальную жидкость оказывают давление твердые частицы и центробежные силы. С течением процесса сжатия осадка число точек касания между частицами увеличивается. Одновременно давление на жидкость, вызванное действием поля центробежных сил, падает вследствие уменьшения гидравлического напора по мере удаления межкристального раствора. Когда уровень жидкости опускается до дренирующего слоя, начинается третий период.

К началу третьего периода на поверхности кристаллов и в местах их соприкосновения остается межкристальная патока, удерживаемая капиллярными и молекулярными силами. Этот период характеризуется стеканием патоки по незаполненным порам с поверхности кристаллов до тех пор, пока силы молекулярного сцепления оставшейся пленки патоки на кристаллах уравновешиваются центробежными силами. Чтобы удалить оставшийся на поверхности кристаллов раствор, их промывают водой и сушат паром (пробелка).

Одной из характеристик центрифуг является ускорение центробежного поля, создаваемого ими. Отношение центробежной силы к силе тяжести является фактором разделения Общая классификация центрифуг может быть дана в зависимости от основных характеристик машин. В первую очередь центрифуги классифицируются по фактору разделения. В зависимости от этой характеристики различают нормальные, у которых Фр 3000, и сверхцентрифуги, у которых Фр 3000. По осуществлению рабочего процесса центрифуги разделяются на непрерывно и периодически действующие.

В сахарной промышленности применяют нормальные и фильтрующие центрифуги.

По способу удаления осадка из ротора различают центрифуги с ручной, гравитационной, ножевой, пульсирующей, шнековой и инерционной выгрузкой.

По характеру расположения вала, на котором закрепляется ротор, различают центрифуги с вертикальным и горизонтальным расположением вала.

Центрифуги с вертикальным валом, в зависимости от расположения опоры вала, могут быть подвесные, когда опора расположена выше центра тяжести ротора, а ротор укреплен внизу вала, и центрифуги, ротор которых расположен на верхнем конце вала.

Подвесная центрифуга циклического действия (рис. 3.1) со стоит из ротора, подвешенного на валу в верхней опоре, пятискоростного асинхронного электродвигателя, механизма среза и вспомогательных устройств.

Работает центрифуга следующим образом. При достижении частоты вращения ротора 23 с-1 открывается шиберная заслонка утфелераспределителя, и утфель по лотку 19 поступает в ротор центрифуги. После загрузки ротора до заданного объема датчик 9 загрузки утфеля дает команду на закрытие шиберной заслонки. За тем электродвигатель набирает максимальную частоту вращения 150 с-1, при которой происходит фуговка утфеля, регулируемая при помощи реле времени. По окончании фуговки включается электромагнитный клапан, и вода поступает в устройство для промывки сахара. Одновременно сегрегатор переключается на отвод белой патоки. После промывки и пропарки сахара происходит переключение электродвигателя на меньшую скорость, и центрифуга начинает тормозиться. При частоте вращения 5 с-1 включается механический тормоз, и электродвигатель выключается, а затем переключается на обратное вращение ротора. При достижении ротором частоты вращения 7...10 с-1 поднимается запорный конус, и к слою сахара при помощи пневмоцилиндра подводится нож. По вертикали нож перемещается при помощи электродвигателя. По окончании выгрузки механизм среза занимает первоначальное положение, запорный конус опускается, сита промываются водой, и начинается следующий цикл работы.

Начальная толщина слоя утфеля в центрифуге S0, м где R = D/2 - радиус барабана центрифуги, м.

Объемная доля патоки в утфеле, % где с1 - коэффициент растворимости сахара в патоке при данной ее доброкачественности и температуре Рис. 3.2. Подвесная центрифуга: 1 - устройство для промывки; 2 - механизм среза; 3 - электродвигатель; 4 - тормоз; 5 - подвесная головка; 6 - пульт управления;

7 - вал; 8 - пневмо-цилиндр; 9 - датчик загрузки; 10 - распределительный диск;

11 - кожух; 12 - ротор; 13 - станина; 14 - запорный конус; 15 - труба для подвода воды; 16 - патрубок для отвода образовавшихся паров; 17 - труба для подвода пара; 18 - сегрегатор; 19 - лоток; 20 - пневмоцилиндр заслонки лотка Количество патоки, вытекающей в период уплотнения утфеля в центрифуге х, % Содержание сахара, остающегося в центрифуге, на единицу объема патоки, вытекающей в период уплотнения V, % Масса уплотненного утфеля в центрифуге G, кг Толщина слоя уплотненного утфеля S1, м Кинематическая вязкость патоки, м /с Коэффициент фильтрации патоки через сахар kП, м·с Продолжительность отделения зеленой патоки 1, с где 1- коэффициент, зависящий от диаметра центрифуги (для D = 1,2 м = 0,054 и для D = 1,0 м = 0,046); m - коэффициент пористости слоя утфеля (m = 0,256); = ·n/30 частота вращения ротора, с-1.

Расчетная кинематическая вязкость p, м2/с где 1 = 4,4·10 м /с - кинематическая вязкость воды; 2 = l,47·10 м2/с кинематическая вязкость белой патоки.

Коэффициент фильтрации белой патоки через сахар kБ, м·с Коэффициент где БП - плотность белой патоки (БП = 1392 кг/м ).

Конечная толщина утфеля S1, м где q = GВ / В - объем подаваемой в центрифугу воды, м.

Оптимальная продолжительность подачи воды 0, с Время для отвода белой патоки после окончания воды 2, с Продолжительность пробелки 2, с Минимальный расход пара на пропарку сахара при нагреве его от t = 60С° до t2 = 90С°, м3 за один цикл где С = 1115 кг/м - плотность сахара; сС = 1,48 кДж/(кг·К) - удельная теплоемкость сахара; i1 = 2760 кДж/кг - удельная энтальпия пара, подаваемого в центрифугу; i2 = 2580 кДж/кг - энтальпия пара, выходящего из центрифуги.

Коэффициент фильтрации пара kпар, м·с где пар = 0,216·10 м /с - кинематическая вязкость пара.

Расход пара через слой сахара в центрифуге Gnap, м3/с Продолжительность пропарки 1, с Полный объем, возможный к загрузке утфелем:

- для обычной центрифуги (цилиндрический барабан), м где d3 - диаметр загрузочного отверстия, м (d3 = 0,8 м);

- для саморазгружающейся центрифуги (цилиндроконический барабан), м где H'1 - высота конической части, м.

Расчетная производительность центрифуги А, кг/с где - коэффициент заполнения центрифуги здесь VО - общий объем центрифуги, м (для цилиндрической центрифуги VО = D2H/4, для цилиндроконической центрифуги VО = D2 Н/4 + DH1/12); - отношение фактического числа оборотов центрифуги к номинальному ( = 0,89).

Мощность, затрачиваемая для разгона центрифуги N4, кВт где Gц - масса центрифуги, кг; R - радиус центрифуги, м; - частота вращения центрифуги, с-1; 0 - продолжительность разгона центрифуги, с (0 = 50 с).

Мощность, затрачиваемая для разгона утфельного кольца в центрифуге NУ, кВт где GУ = V·У - масса утфеля в центрифуге, кг; r - внутренний радиус утфельного кольца, м здесь '1 - продолжительность разгона утфеля, с ('1 =40с); = 0,8 коэффициент, учитывающий гидравлические и прочие сопротивления при перемещении утфеля и патоки в барабане.

Мощность, затрачиваемая на трение центрифуги о воздух Nf, кВт где = 1,32·10 - эмпирический коэффициент.

Мощность, затрачиваемая на трение в подшипниках NТ, кВт где f ' = 0,03 - коэффициент трения, зависящий от конструкции подшипника; GЦ = 380 кг - масса центрифуги; - окружная скорость на поверхности шейки вала в подшипнике, м/с здесь d' - диаметр шейки вала, м (d' = 0,1 м).

В период разгонки и загрузки центрифуги мощность определяется как сумма мощностей NI, кВт Мощность в средний период работы NII, кВт Мощность в конечный период работы NIII, кВт Средняя величина мощности на центрифугу с учетом длительности периодов, кВт Отчет о расчетно-проектной работе должен включать:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой приводятся теоретические основы процесса фуговки утфеля, краткая характеристика его основных стадий и классификация центрифуг;

- расчетную часть, в которой приводится расчет центрифуги по предлагаемому варианту (табл. 4.1), описание конструкции и принципа действия центрифуги, марка которой указана в индивидуальном задании;

- графическую часть, в которой дается чертеж заданного типа центрифуги и спецификация к нему.

1. Что называется процессом центрифугирования?

2. Какие виды центрифугирования вы знаете? Охарактеризуйте их.

3. В чем заключается сущность основных стадий процесса фуговки утфеля?

4. Какова классификация центрифуг сахарного производства?

5. Каково устройство и принцип действия центрифуги, указанной в варианте?

6. Как производится пуск центрифуги?

7. Каково функциональное назначение подвесных головок центрифуг?

8. Что такое фактор разделения?

9. Что такое утфель?

10. Что называется пробелкой?

11. Чем отличается зеленая патока от белой?

12. Из каких составляющих складывается мощность привода центрифуги?

Таблица 4.1 - Варианты индивидуальных заданий

5. РАСЧЕТ СЕПАРАТОРА

Цель работы: изучение теоретических основ процесса сепарирования; знакомство с классификацией сепараторов, их конструкциями и принципом работы; выполнение расчета сепаратора.

Задание: выполнить расчет сепаратора если заданы: - угловая скорость вращения барабана, рад/с; Rб и Rм - внешний и внутренний радиусы тарелок, м; Rд - максимальный диаметр диска, м; V - объем шламового пространства, м3; тб - масса барабана, кг; с - расстояние от верхнего подшипника до центра тяжести, м; l - расстояние между верхним и нижним подшипником, м; G - масса вращающихся частей сепаратора с сепарируемой жидкостью, кг.

Сепараторы могут быть классифицированы по следующим признакам: технологическое назначение; конструкция барабана; способ выгрузки осадка (шлама); принцип и характер выгрузки осадка; конструкция устройства для выгрузки осадка; способ под вода исходной гетерогенной системы и отвода продуктов сепарирования; область применения (отрасль промышленности); вид привода сепаратора.

По технологическому назначению сепараторы делятся на три основных класса:

1) сепараторы-разделители для разделения смеси жидкостей, не растворимых одна в другой, и для концентрирования суспензий и эмульсий;

2) сепараторы-осветлители для выделения твердых частиц из жидкости;

3) комбинированные сепараторы для выполнения двух или более операций переработки жидкой смеси.

Комбинированные сепараторы называют универсальными, что подчеркивает их многостороннее назначение. К ним относят сепараторы, в которых процесс разделения совмещается с каким-либо другим процессом. Так, известны сепараторы-экстракторы, сепараторы-реакторы.

К классу сепараторов-осветлителей можно отнести сепараторыклассификаторы для дальнейшего диспергирования (гомогенизации) дисперсной фазы эмульсий и их очистки от примесей (их относят к комбинированным) и сепараторы для удаления из жидкостной системы микроорганизмов, скапливаемых в шламовом пространстве вместе с другими механическими примесями.

По конструкции сепараторы разделяют на тарельчатые и камерные.

Ротор тарельчатых сепараторов укомплектован пакетом конических тарелок, которые делят поток обрабатываемой жидкости на параллельно тонкие слои; ротор камерных сепараторов имеет реберную вставку (при одной камере) или комплект концентричных цилиндрических вставок, разделяющих его объем на кольцевые камеры, по которым обрабатываемая жидкость протекает последовательно.

Тарельчатые сепараторы, независимо от отрасли их применения и назначения, можно подразделить на два основных типа. Первый тип сепараторов имеет тарелки, обеспечивающие подачу жидкости в межтарелочные пространства через отверстия, имеющиеся в самих тарелках.

Такие сепараторы часто называют сепараторами с центральной подачей жидкости на тарелки. К этому типу относятся и сепараторы, в которых жидкость на вершину тарелок поступает из прорезей в тарелкодержателях.

Второй тип сепараторов характеризуется тем, что жидкость в межтарелочные пространства поступает с периферии и движется к центру барабана. Тарелки в этих сепараторах отверстий не имеют.

По способу подвода исходной гетерогенной системы и отвода продуктов сепарирования различают сепараторы трех типов: открытые, полузакрытые и герметические. В открытых сепараторах подача в ротор жидкой смеси и от вод полученных жидких фракций осуществляются открытым потоком. Процесс сепарирования не изолирован от доступа воздуха.

В полузакрытых сепараторах жидкость подается в ротор открытым или закрытым потоком, а отвод одной или обеих жидких фракций происходит под давлением по закрытым трубопроводам. Процесс сепарирования не изолирован от доступа воздуха. Роторы полузакрытого типа отличаются от роторов открытого типа наличием устройства для вывода продуктов сепарирования под давлением. В герметических сепараторах подача в ротор исходной жидкости и отвод жидких фракций происходят под давлением по закрытым трубопроводам, герметически соединенным с выпускными патрубками, процесс сепарирования в них изолирован от доступа воздуха. Роторы герметических сепараторов отличаются от роторов открытых и полузакрытых сепараторов конструкцией подводящих и отводящих устройств.

По виду привода сепараторы подразделяют на три группы: с ручным, комбинированным и электромеханическим приводом.

Основные элементы сепараторов: барабан, приводной механизм, станина, коммуникация для подвода и отвода продуктов се парирования.

Рабочим органом сепаратора, в котором происходит процесс разделения, является барабан.

Принцип действия сепаратора-разделителя (рис. 5.1 а) заключается в следующем. Исходная гетерогенная система по центральной трубке поступает в тарелкодержатель, откуда по каналам, образованным отверстиями в тарелках, поднимается вверх и растекается между тарелками. Под действием центробежной силы легкая фракция оседает на верхнюю поверхность нижележащей тарелки. По этой поверхности легкая фракция движется к центру барабана, да лее по зазору между кромкой тарелки и тарелкодержателем поднимается вверх барабана и отводится из сепаратора Тяжелая фракция в межтарелочном пространстве оттесняется к нижней поверхности тарелки, фракция движется по этой поверхности к периферии тарелки, и далее по зазору между разделительной тарелкой и крышкой барабана поднимается вверх барабана и отводится из сепаратора.

Сущность процесса осветления (рис. 5.1 б) заключается в следующем. Продукт, подвергаемый очистке, по центральной трубке поступает в тарелкодержатель, из которого направляется в шламовое пространство между кромками пакета тарелок и крышкой. Жидкая фаза поступает в межтарелочные пространства. По межтарелочным зазорам она поднимается вверх и через прорезь выходит из барабана.

подвижного элемента, открывающего разгрузочные щели на периферии барабана.

При полной разгрузке периодически прекращается поступление продукта на сепарирование, разгрузочные щели барабана открываются, и все его содержимое, то есть выделенный осадок и жидкая фаза, выбрасывается в приемник.

Основные конструктивные факторы, которые оказывают существенное влияние на эффективность процесса сепарирования: частота вращения барабана, размеры барабана и тарелок, расстояния между тарелками.

Сепаратор-сливкоотделитель (рис. 5.2) состоит из станины 17 с приводным механизмом, приемно-отводящего устройства 12, гидроузла, чаши станины с приемником осадка 7 и глушителя, а также из пульта управления.

Молоко подается по трубопроводу и центральной трубке приемноотводящего устройства во вращающееся сепарирующее устройство. В это время поршень сепарирующего устройства закрыт. В полости под поршнем находится вода. При работе сепаратора происходит незначительное ее вытекание из сепарирующего устройства и патрубка станины при подпитке. Для герметизации системы поршень поджимается к прокладке силой гидростатического давления. Молоко подается в сепарирующее устройство, проходит через отверстия в тарелкодержателе и вертикальные каналы пакета, распределяется в межтарелочных пространствах, разделяясь на сливки, оттесняемые к оси вращения, и обезжиренное молоко, оттесняемое к периферии сепарирующего устройства. Сливки и обезжиренное молоко выводятся через камеры напорных дисков.

Рис. Сепараторсливкоотделитель с пульсирующей выгрузкой осадка: 1 - пробка спуска масла; 2 - указатель уровня масла; 3 - горизонтальный вал; 4 - тахометр; 5 - пробка залива масла; 6 -трубка подвода воды в сепарирующее устройство; 7 - приемник осадка; 8 - зажим; 9 - гайка; 10 - сепарирующее устройство; 11 - крышка;

12 – приемно - отводящее устройство; 13, 14 - напорные диски; 15 – центральная трубка; 16 – штуцер подвода воды; станина;

вертикальный вал Твердые частицы и тяжелые примеси, выделяющиеся из молока, поступают в периферийный объем сепарирующего устройства, где происходит их накопление и уплотнение. Во избежание потерь молока применяют только частичную выгрузку осадка при открытии каналов.

Разгрузку сепараторов осуществляют в один или два этапа. При одноэтапной разгрузке осадок выгружается без перекрытия устройства для подачи исходного продукта. Однако во избежание потерь продукта в период раскрытия сепарирующего устройства выгружается не весь осадок, а лишь его часть. При двухэтапной разгрузке сначала перекрывается устройство для подачи исходного продукта и удаляется жидкость из межтарелочного пространства, а затем уже открываются щели для выгрузки, в результате чего осадок выбрасывается из сепарирующего устройства в приемник под действием центробежной силы.

Производительность сепаратора П, м3/ч где - поправочный коэффициент, учитывающий разницу между теоретическим и реальным процессом ( = 0,2...0,5); z = (130...350) шт - число тарелок; - угол наклона образующей конуса тарелки ( = 45...60°); d - эквивалентный диаметр частицы легкой фракции (размер жировых шариков), м; 0 и - плотность сливок и молока, кг/м3 (0 = 960...1000 кг/м3; = 1000...1030 кг/м3); µ - динамическая вязкость продукта, Па·с; µ слив = (1,5...5,6)·10-3 Па·с; µпах = l,7·10-3 Па·с; µмол = (0,6...1,3)·10-3Па·с.

Размер жировых шариков d, мм где т - массовая доля жира в обезжиренном молоке ( т = 0,01%).

Давление жидкости, выходящей из сепаратора р, Па, где пах - плотность обезжиренного молока (пахты), кг/м (рпах = кг/м3); rК - внутренний радиус кольца жидкости, м (rK = 0,015 м).

Время непрерывной работы сепаратора между разгрузками, ч где а - объемная концентрация взвешенных частиц в сепарируемом продукте, % ( а = 0,3 %).

Критическая частота вращения вала кр, т.е. скорость, при которой происходит разрушение вала, с- где К - сила, вызывающая прогиб вала на 1 м, Н/м, для сепаратора с жестко зацепленным (без амортизатора) верхним радиальным подшипником.

где Е - модуль упругости материала вала, Н/м (Е = 2 10 Н/м для сталей); I - момент инерции сечения вертикального вала, м здесь dВ - диаметр вала, м (dВ = 0,040...0,045 м).

Мощность электродвигателя сепаратора N, работающего в установившемся режиме, кВт где пр - КПД привода (пр = 0,92...0,95); N, - мощность, затрачиваемая для сообщения выбрасываемой из сепаратора жидкости избы точного давления, кВт здесь р - давление жидкости на выходе, Па; р = (2,0...2,5) 10 Па; нд - КПД напорного диска (нд - ~ 0,3);N2 - мощность, необходимая для преодоления сил трения барабана о воздух, кВт здесь В - плотность воздуха, кг/м (В = 1,23 кг/м ); F - общая площадь поверхности трения барабана, м здесь vб - окружная скорость барабана, м/с где N3 - мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения в подшипниках, кВт здесь µ - коэффициент трения (µ = 0,03 для шарикоподшипников); Ц - линейная скорость вращения вала, м/с где dВ - диаметр вала, м.

Отчет о расчетно-проектной работе должен включать в себя:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой излагаются теоретические основы процесса сепарирования молока, классификация сепараторов и краткая характеристика двух стадий процесса сепарирования;

- расчетную часть, в которой приводится расчет сепаратора по предлагаемому варианту (табл. 5.1), описание конструкции и принципа действия сепаратора, указанного в индивидуальном задании;

- графическую часть, в которой дается чертеж заданного типа сепаратора и спецификация к нему.

1. В каких отраслях пищевой промышленности используются сепараторы?

2. Какова классификация сепараторов?

3. В чем заключается сущность процесса разделения и осветления?

4. Каковы основные конструктивные факторы, влияющие на эффективность процесса сепарирования?

5. За счет чего осуществляется отвод осадка, получаемого в процессе сепарирования?

6. Каково устройство и принцип работы сепаратора?

7. Что такое критическая частота вращения вертикального вала сепаратора?

8. Каковы конструктивные отличия сепаратора-сливкоотделителя от сепаратора-молокоочистителя?

9. Из каких составляющих складывается мощность привода сепаратора?

Таблица 5.1 - Варианты индивидуальных заданий

6. РАСЧЕТ МОЛОТКОВОЙ ДРОБИЛКИ

Цель работы: изучение теоретических основ процесса измельчения твердых материалов; знакомство с классификацией дробилок, их конструкциями и принципом работы; выполнение расчета молотковой дробилки.

Задание: выполнить расчет молотковой дробилки, если заданы: D диаметр ротора дробилки, м; v - минимальная окружная скорость молотков, м/с; конструктивные размеры молотка прямо угольной формы с одним отверстием (рис. 6.3): а - длина, м; b - ширина, м; - высота, м; с расстояние от центра тяжести молотка до оси подвеса, м; l - расстояние от оси подвеса до конца молотка, м; I - I, II - II, III - III - сечения молотка.

Процессы измельчения (рис. 6.1) условно подразделяют на дробление (крупное, среднее и мелкое) и измельчение (тонкое и сверхтонкое).

Рис. 6.1. Способы измельчения материалов: а - раздавливание; б - раскалывание; в - удар; г - истирание В большинстве случаев эти виды воздействия на материал используют комбинированно; при этом обычно основное значение имеет один из них, что обусловлено конструкцией машины, применяемой для измельчения. Так, дробление твердых и хрупких материалов производят раздавливанием, раскалыванием и ударом, твердых и вязких - раздавливанием и истиранием.

Результат измельчения характеризуется степенью измельчения, равной отношению среднего характерного размера D куска материала до измельчения к среднему характерному размеру d куска после измельчения Измельчение осуществляется под действием внешних сил, преодолевающих силы взаимного сцепления частиц материала. При дроблении куски твердого материала сначала подвергаются объемной деформации, а затем разрушаются по ослабленным дефектами (макро- и микротрещинами) сечениям с образованием новых поверхностей.

Работа, полезно затрачиваемая на дробление, расходуется на объемную деформацию разрушаемых кусков и на образование новых поверхностей. Полная работа А, Дж, внешних сил при дроблении выразится уравнением Ребиндера где К - энергия, расходуемая на процессы деформации и образования продуктов износа рабочих органов измельчающей машины, Дж; р - разрушающее напряжение измельчаемого материала, H/м2; V - объем измельчаемого материала, м3; Е - модуль упругости измельчаемого материала, Н/м2; mУ - число циклов деформаций частиц измельчаемого материала; kR - энергия, расходуемая на образование 1 м2 новой поверхности для данного материала, Дж; S = SК - SН - вновь образованная поверхность (SК, SН соответственно общая поверхность материала до и после измельчения), м2; - без размерный коэффициент, характеризующий процесс образования новой поверхности здесь n - показатель степени, зависящий от условий измельчения.

По своему назначению измельчающие машины условно делятся на дробилки крупного, среднего и мелкого дробления и мельницы тонкого и сверхтонкого измельчения.

По основному способу механического воздействия на материал измельчающие машины можно разделить на раскалывающие, раздавливающие, истирающе-раздавливающие, ударные, ударно-истирающие и коллоидные измельчители.

В зависимости от конструкции различают щековые, конусные, валковые и молотковые дробилки, дезинтеграторы и дисмембраторы, барабанные, кольцевые (ролико-маятниковые), шаровые вибрационные и струйные мельницы.

На пищевых предприятиях большое распространение получили молотковые дробилки - машины ударного действия, используемые для получения высокодисперсной смеси измельченных частиц. Они эффективны при разрушении хрупких материалов (сахара-песка, соли, зерна и др.) и менее эффективны при измельчении влажных продуктов с высоким содержанием жира. В таких машинах разрушение продукта происходит в результате уда ров по нему стальных молотков, ударов частиц продукта о кожух дробилки и истирания их о штампованное сито, являющееся основ ной частью корпуса дробилки.

Молотковая дробилка (рис. 6.2) для получения высокодисперсной смеси измельченных частиц устроена следующим образом.

В корпусе 1 смонтированы ротор 10 с молотками и на одном валу с ним вентиляторное колесо 4; сменное сито и неподвижная дека 5. Вентиляторное колесо вращается в камере 3 корпуса дробилки. На корпусе расположен приемный бункер 8, а в бункере - задвижка для регулирования поступающего продукта.

Для очистки исходного продукта от металлопримесей в латунной коробке 6 установлены постоянные магниты 7. В передней стенке корпуса предусмотрены щели 13 для добавочной подачи воздуха в дробилку. Величина этих щелей регулируется специальной планкой 12. Ротор 10 дробилки приводится во вращение от Рис. 6.2. Молотковая дробилка: 1 - корпус; электродвигателя через клино- - шкив; 3 - камера для вентиляторного колеременную передачу и шкив 2. са; 4 - вентиляторное колесо; 5 - неподвижНаличие крышки 9 в корпусе и ная дека; 6 - коробке для магнитов; 7 - поконсольное расположение ро- стоянные магниты; 8 - приемный бункер; 9 крышка; 10 - ротор; 11 - сито; 12 - планка;

тора позволяют легко заменять молотки и сита при износе.

Чтобы на вал и подшипники не передавались импульсы от молотков, квадрат радиуса инерции молотка rс относительно точки его подвеса к диску должен быть равен расстоянию с от центра тяжести молотка до оси подвеса, умноженному на расстояние l от той же оси подвеса до конца молотка, т.е.

где с - расстояние от центра тяжести молотка до оси подвеса, м; l - расстояние от оси подвеса до конца молотка, м.

Для соблюдения этого условия координаты точки подвеса пластинчатого молотка прямоугольной формы с одним отверстием (рис. 6.3) определяем по уравнению где а и b - соответственно длина и ширина молотка, м (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Молоток прямоугольной формы с одним отверстием Квадрат радиуса инерции молотка относительно его центра тяжести, Квадрат радиуса инерции молотка относительно его оси подвеса, м Расстояние от конца молотка до его оси подвеса, м Проверка обеспечения безударной работы молотка Конструктивное назначение расстояния от оси подвеса мо лотка до оси ротора (во избежание нарушения устойчивой работы молотковой дробилки это расстояние должно быть больше расстояния от конца молотка до его оси подвеса) Радиус наиболее удаленной от оси ротора точки молотка R1, м Частота вращения ротора, с Центробежная сила инерции молотков F, Н где GМ = VМ·М - масса молотка, кг; VM - объем молотка, м ; М = кг/м3 - плотность стали; RС = l0 + c - радиус окружности расположения центров тяжести молотков, м.

Диаметр оси подвеса молотка d, м, где [ ]И = 10 Па - допускаемое напряжение при изгибе.

Толщина ротора Н, м где [ ]СМ = 8·10 Па - допускаемое напряжение при смятии.

Минимальный размер перемычки между отверстиями под оси подвеса и наружной кромкой диска hmin, м где [ ]СД = 175 10 Па - допускаемое напряжение на сдвиг.

Наружный радиус диска Rд Диаметр вала в опасном сечении у шкива d0, м Производительность молотковой дробилки Q, кг/с где К1- эмпирический коэффициент, который зависит от типа и размеров ячеек ситовой поверхности, физико-механических свойств сырья (вид, прочность крупность и др.); К1 = (1,3...1,7) 10-4 для сит с размером отверстий до 3 мм; K1= (2,2...5,2) 10-4 для чешуйчатых сит с размером отверстий от 3 до 10 мм (меньшие размеры К1 принимают для сит с меньшими размерами отверстий); П - плотность измельчаемого продукта, кг/м3; L длина ротора дробилки, м; L = (0,32...0,64)D.

Мощность электродвигателя молотковой дробилки N, кВт где К2 = (6,4...10,5) - эмпирический коэффициент, учитывающий степень измельчения продукта (меньшее значение К2 принимают при грубом измельчении, а большее - при тонком).

Определим напряжения, возникающие в молотке от центро бежной силы. Напряжение при одноосном растяжении, возникающее в сечении I-I (см. рис. 6.3), Па Допускаемое напряжение при этом определяется по формуле где n - запас прочности (n = 5 - для молотка), Т = 950·10 Па.

Напряжение сдвига, Па, в сечениях II - II и III - III (см. рис. 6.3) Напряжение смятия СМ, Па, возникающее в молотке Расчетные значения напряжений на растяжение, сдвиг и смятие сравнивают с предельно допустимыми значениями напряжений для стали ЗОГХС.

Отчет о расчетно-проектной работе должен включать в себя:

- цель работы;

- теоретическую часть, в которой излагаются теоретические основы процесса измельчения и дробления материалов, классификация дробилок;

- расчетную часть, в которой дается расчет молотковой дробилки по предлагаемому варианту (табл. 6.1), описание конструкции и принципа действия дробилки, марка которой указана в варианте;

- графическую часть, в которой дается чертеж заданного типа дробилки и спецификация к нему.

1. Какие способы измельчения материалов вы знаете?

2. Какова классификация видов дробления материалов в зависимости от степени измельчения?

3. Что называется степенью измельчения?

4. Под действием каких сил осуществляется измельчение?

5. На что затрачивается работа, расходуемая на дробление материала?

6. Как классифицируются измельчающие машины? Какова краткая характеристика каждого типа машины?

7. В каких отраслях пищевой промышленности используются дробилки?

8. Какие виды напряжений возникают в молотке дробилки и процессе измельчения?

9. Каково основное условие, устраняющее передачу ударных импульсов от молотков на вал и подшипники дробилки?

10. Как в молотковых дробилках регулируется степень измельчения материала?

Таблица 6.1 - Варианты индивидуальных заданий

7. РАСЧЕТ ГОМОГЕНИЗАТОРА

Цель работы: изучение теоретических основ процесса гомогенизации, знакомство с классификацией гомогенизаторов, изучение устройства и принципа действия плунжерного гомогенизатора и приобретение практических навыков по расчету плунжерных гомогенизаторов.

Задание: выполнить расчет гомогенизатора, если заданы: D - диаметр плунжера, м; S - ход плунжера, м; - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с; z - число плунжеров, шт.; р - давление гомогенизации, Па.

Гомогенизацией называется процесс измельчения жидких и пюреобразных пищевых продуктов за счет пропускания под большим давлением с высокой скоростью через узкие кольцевые щели. В результате воздействия на продукт различных гидродинамических факторов происходит дробление твердых частиц продуктов и их интенсивная механическая обработка.

Гомогенизация не только изменяет дисперсность белковых компонентов продукта, но и влияет на физико-химические свойства продукта (плотность, вязкость и др.).

Гомогенизаторы подразделяются на клапанные, дисковые или центробежные и ультразвуковые. Основным фактором, определяющим конструкцию гомогенизаторов, является количество плунжеров. По этому признаку выпускаемые гомогенизаторы можно подразделить на одно-, трех- и пятиплунжерные.

Наибольшее распространение получили клапанные гомогенизаторы, основными узлами которых являются насос высокого давления и гомогенизирующая головка.

Гомогенизатор (рис. 7.1) включает в себя станину, корпус, привод, кривошипно-шатунный механизм, плунжерный блок, двух ступенчатую гомогенизирующую головку, манометрическое устройство, предохранительный клапан системы смазки и охлаждения.

Рис. 7.1. Гомогенизатор: 1 - станина; 2 - корпус; 3 - плунжерный блок; 4 - гомогенизирующая головка; 5 - система охлаждения; 6 - система смазки; 7 - привод; 8 кривошипно-шатунный механизм Внутри станины установлен электродвигатель на плите, которая меняет свое положение за счет поворота относительно оси, закрепленной с одной стороны плиты. Станина имеет четыре регулируемые ножки с подкладками. Сверху на ней укреплен корпус, в котором помещаются кривошипно-шатунный механизм, система охлаждения, фильтр системы смазки.

Корпус выполнен в виде резервуара с наклонным дном для стекания масла. Уровень масла в нем должен находиться на такой высоте, чтобы кривошипно-шатунный механизм своей большой головкой мог доставать его при вращении коленчатого вала и разбрызгивать в направлении ползунной группы.

Кривошипно-шатунный механизм преобразует вращательное движение, переданное клиноременной передачей от электродвигателя, в возвратно-поступательное движение плунжеров. На коленчатом валу кривошипно-шатунного механизма установлены ведомый шкив и шатуны. Вал вращается в конических упорных подшипниках, наружные кольца которых поджимаются крышками.

Система охлаждения состоит из патрубков для подвода и отвода воды, трубчатого змеевика, уложенного по дну корпуса, и трубки с отверстиями, установленной над плунжерами. Воду подводят через входные патрубки и подают к плунжерам. Часть воды проходит в змеевике, охлаждает масло и затем отводится из гомогенизатора.

Производительность гомогенизатора регулируется частотой вращения электродвигателя и коленчатого вала с различным эксцентриситетом кривошипа.

Основными рабочими органами гомогенизирующей головки являются седло и клапан, от конструкции которых зависит степень дисперсности частиц при гомогенизации. Клапанная щель может быть гладкой и волнообразной с постоянным или переменным сечением. Для преодоления сопротивления при прохождении через узкую щель продукт подается под большим давлением (до 20 МПа). Сила, прилагаемая при подаче продукта, поднимает клапан, и между ним и седлом образуется узкий канал высотой, через который протекает жидкость. Клапан остается над седлом в плавающем со стоянии, и вследствие изменения гидродинамических условий, высота канала постоянно меняется.

Сила, с которой клапан прижимается к седлу, создается часто пружиной, в некоторых конструкциях - маслом под давлением, и может регулироваться. Она определяется давлением, с которым осуществляется подача продукта.

Тонкость измельчения зависит от давления, конструкции гомогенизирующей головки, равномерности подачи, состояния и предварительной обработки продукта. По типу гомогенизирующей головки гомогенизаторы можно подразделить на одно-, двух- и многоступенчатые. Гомогенизирующая головка является узлом гомогенизатора, где непосредственно происходит диспергирование обрабатываемой среды.



Pages:   || 2 |
 
Похожие работы:

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов Проектирование оснований и фундаментов мелкого заложения гражданских зданий Методические указания с примерами расчетов к выполнению курсового проекта для студентов, обучающихся по направлению Строительство 653500 Москва 2 Методические указания подготовлены под общей редакцией зав. каф. МГрОиФ МГСУ...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Сыктывкарский лесной институт (филиал) Санкт-Петербургской государственной лесотехнической академии имени С. М. Кирова КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ Контрольные задания и методические указания по выполнению самостоятельных контрольных работ для студентов заочной формы обучения специальностей АДиА, АиАХ, МиОЛК, МСХ, ПГС, СТиТМиО, ЭиАСХ, ЛИД, ТД Сыктывкар 2007 2 Рассмотрено и утверждено к печати на заседании совета лесотранспортного...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ ОБНИНСКИЙ ИНCТИТУТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ) Кафедра радионуклидной медицины ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК В.Г. ПЕТИН, М.Д. ПРОНКЕВИЧ РАДИАЦИОННЫЙ ГОРМЕЗИС ПРИ ДЕЙСТВИИ МАЛЫХ ДОЗ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ Учебное пособие по курсу ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БИОФИЗИКА Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом университета ОБНИНСК 2012 УДК...»

«Под общей редакцией В.И. Савельева Допущено Научно-методическим советом по физике Министерства образования и науки Российской Федерации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по техническим направлениям и специальностям Второе издание, стереотипное УДК 53(075.8) ББК 22.3я73 С12 Савельев И.В. Курс общей физики : в 4 т. — Т. 1. Механика. Молекулярная физика С12 и термодинамика : учебное пособие / И.В. Савельев ; под общ. ред. В.И. Савельева. — 2-е изд.,...»

«московский А В Т О М О Б И Л Ь Н О - Д О Р О Ж Н Ы Й ИНСТИТУТ ( Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) В.В.ГРИБ, Е.А.САМЫЛИН, Т.Ф.СОЛОВЬЕВА, И.В.КОСТЮК КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПО ТЕОРИИ МЕХАНИЗМОВ И МАШИН Методические указания МОСКВА 2003 московский АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Кафедра деталей машин м теории механизмов Утверждаю Проректор по учебной работеорефес^р мхДТ^ 2003 г. В.В.ГРИБ, Е.А.САМЫЛИН, Т.Ф.СОЛОВЬЕВА, И.В.КОСТЮК КУРСОВОЕ...»

«Экономические механизмы решения глобальных экологических проблем в России Материалы 9-й Международной конференции Российского общества экологической экономики Economic mechanisms of the decision of global environmental problems in Russia Proceedings of the 9th International Conference of the Russian Society for Ecological Economics Барнаул — Barnaul — 2008 Международное общество экологической экономики Российское общество экологической экономики Российская экономическая академия им. Г.В....»

«ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВОЛГОГРАДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (ГБОУ ВПО ВОЛГГМУ МИНЗДРАВСОЦПОЛИТИКИ РОССИИ) Утверждаю _ зав. кафедрой патологической физиологии, д.м.н., профессор Л.Н. Рогова МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА для студентов по проведению практических занятий дисциплины Патофизиология, патофизиология головы и шеи по специальности...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Санкт–Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики В.П.Вейко Учебное пособие к магистерской программе Оптические нанотехнологии и материалы фотоники ЛАЗЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В МИКРО– И ОПТОЭЛЕКТРОНИКЕ Санкт–Петербург 2009 Вейко В.П. Опорный конспект лекций по дисциплине Лазерные технологии в микро– и оптоэлектронике. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 122 с. Для бакалавров и...»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Кафедра производственной и экологической безопасности И.С. Асаенок, Т.Ф. Михнюк ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Учебное пособие к практическим занятиям для студентов экономических специальностей БГУИР всех форм обучения Минск 2004 УДК 574 (075.8) ББК 20.18 я 7 А 69 Рецензент зав. кафедрой экономики А. В. Сак Асаенок И.С. А 69 Основы экологии и...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФГБОУ ВПО КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. В.П. АСТАФЬЕВА С.В. ЛАТЫНЦЕВ Н.В. ПРОКОПЬЕВА ФИЗИКА: МЕХАНИКА, ЭЛЕКТРОДИНАМИКА учебное пособие для студентов педагогических вузов Красноярск 2012 Физика: механика, электродинамика ББК 22.3 Л 27 Рецензенты: Доктор физико-математических наук, профессор СФУ В.М. Киселев Доктор физико-математических наук, профессор СибГТУ И.С. Виноградова Латынцев С.В., Прокопьева Н.В. Л 27 Физика: механика,...»

«Государственное казенное учреждение Московской области “Управление автомобильных дорог Московской области “Мосавтодор”“ УТВЕРЖДЕНЫ Начальником Управления “Мосавтодор” 12 ноября 2012 г. Вводятся в действие с 01 января 2013 г. ДНД МО-005/2013 Методические указания по расчету стоимости содержания автомобильных дорог регионального или межмуниципального значения Московской области ГУП МО Лабораторно-исследовательский центр, 2012г. СОДЕРЖАНИЕ Общие положения.. 1 Расчет единичных расценок.. 2 Расчет...»

«Школа информационной культуры: интеграция проектного менеджмента и информационно-коммуникационных технологий Учебно-методическое пособие УДК 371.1.07:004.773+004.91+004.633 ББК 74 р26я75+65.23+32.973.26-018.2 Рецензент Авторский коллектив: Вострикова Е.А., Суханова Т.А., Григорьева Л.Г., Морозова М.В., Шагина Л.А., Боташова Н.А., Анпилова М.В., Толстая Н.Ю. Вострикова Е.А. Школа информационной культуры: интеграция проектного менеджмента и информационно-коммуникационных технологий :...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ ИНСТИТУТ ХОЛОДА И БИОТЕХНОЛОГИЙ Учебно-методическое пособие Санкт-Петербург 2013 УДК 663.5 Баракова Н.В. Анализ сырья, приготовление осахаренного сусла, зрелой бражки и этилового спирта: Учеб.-метод. пособие. – СПб.: НИУ ИТМО, 2013. – 37 с. Описаны процессы приготовления и сбраживания осахаренного зернового сусла, перегонки бражки и...»

«Высшее профессиональное образование Б А К А Л А В Р И АТ Н. В. МИКЛЯЕВА, Ю. В. МИКЛЯЕВА ДОШКОЛЬНАЯ ПЕДАГОГИКА ТЕОРИЯ ВОСПИТАНИЯ Учебное пособие для студентов высших учебных заведений 3-е издание, стереотипное УДК 373.2(075.8) ББК 74.1я73 М593 Р е ц е н з е н т ы: доктор философских наук, профессор кафедры психологии Московского государственного универститета дизайна и технологий С.Н.Гавров; доктор психологических наук, профессор Вологодского филиала Столичной финансово-гуманитарной академии К....»

«Кафедра фармакологии им. профессора М.В.Кораблва Методические указания для студентов Медико-диагностический факультет (МДД) Занятие № 1 (10 – 14 февраля 2014 года). Тема: Средства, применяемые при сердечной недостаточности. Домашнее задание: 1. Основные (контрольные) вопросы темы: 1.1. Понятие о сердечной недостаточности. Патогенетические механизмы застойной хронической сердечной недостаточности, роль симпатической нервной системы и ренин-ангиотензинальдостероновой системы. Основные направления...»

«ПРОГРАММА и методические указания по изучению курса ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ для студентов заочного отделения специальности Менеджмент 30 Министерство образования Российской Федерации Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Экономический факультет ПРОГРАММА и методические указания по изучению курса ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ для студентов заочного отделения специальности Менеджмент Ярославль, 2001 1 ББК У010а73 П 78 Составитель - д-р экон. наук Л.Б. Парфенова Программа и методические...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Оренбургский государственный университет Факультет дистанционных образовательных технологий Университетская физическая школа А.А. Чакак ФИЗИКА Выпуск 1 Кинематика механического движения Рекомендовано к изданию Ученым советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ У. П. ЗЫРЯНОВА, В. В. КУЗНЕЦОВ, В. Н. ЛАЗАРЕВ ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ Ульяновск УлГТУ 2011 1 УДК 338 (075.8) ББК 65.28я73 З-97 Рецензенты: заведующий кафедрой общей экологии Ульяновского государственного университета, доктор биол. наук,...»

«ИНСТИТУТ РУССКОГО ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА В.Г. ФЕДЦОВ, Л.А. ДРЯГИЛЕВ ЭКОЛОГИЯ И ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Под редакцией д. н. э. П. В. Забелина Учебно - методическое пособие Москва 2003 ББК 20.18я73 Ф349 Р е ц е н з е н т ы: Р.С. ПЕРМЯКОВ, д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ (Российская академия госслужбы при Президенте РФ) Н.Ф. ПУШКАРЕВ, д.э.н. (Российская экономическая академия им. Г.В. Плеханова) Федцов В. Г., Дрягилев Л. А. В учебно-методическом пособии рассмотрены следующие...»

«МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА Учебное пособие Табаков С.В. Раздел I. Введение. Общие сведения о механизации и автоматизации строительства Современное строительство является одной из наиболее механизированных сфер человеческой деятельности. Строительные машины используются на всех этапах строительного производства, а именно: 1- в карьерной добыче строительных материалов (песка, гравия, глины, мела и т.д.); 2- в изготовлении железобетонных, металлических, деревянных и других...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.