Анализ методов осветления сыворотки при производстве сывороточных напитков

Сила, вызывающая прогиб вала, определяется по формуле:

(2)

где - модуль упругости материала вала, Н/м², (); - момент инерции сечения вертикального вала, м⁴; - расстояние между верхним и нижним подшипником, м; - расстояние от верхнего подшипника до центра тяжести, м.

В свою очередь момент инерции сечения вертикального вала равен:

где - диаметр вала, м.

Определим силу, необходимую для прогиба вала, по формуле (2):

Подставив определенные параметры в формулу (1), получим критическую частоту вращения вала:

7) Расчет надежности ротора сепаратора [10].

Окружная скорость ротора определяется по формуле:

где - частота вращения ротора, об/мин; - диаметр ротора, м.

Критерий прочности равен:

где - предел текучести материала ротора (сталь), Па, (); - плотность материала ротора, кг/м³, ().

Критерий прочности, соответствующий разрушению материала в наиболее нагруженных точках стенки ротора равен:

где - коэффициент запаса прочности, ().

Полученное значение , поэтому толщину стенки ротора барабана можно найти по теории тонкостенного цилиндра [13].

Для коэффициент , тогда толщина стенки ротора определим по формуле:

где - внутренний радиус ротора, м, ().

Коэффициент вариации квадрата скорости ротора равен:

где - среднее квадратическое отклонение квадрата скорости, м²/с², ().

Рассчитаем отношение необходимое для определения надежности ротора по формуле:

где - среднее квадратичное отклонение предела разрушения, Па, ().

Вероятность неразрушения ротора, при , по данным для нормального распределения равна: [13], т. е. данный сепаратор работает в нормальном режиме.

Таким образом, все рассчитанные нами конструктивные факторы удовлетворяют данным приведенным для сепаратора Ж5-ОТС в технической характеристике.

Производительность сепаратора равна 5000 л/ч, он непрерывно работает 0,005 ч, удаляя за один раз 19 л белкового осадка.

Рассчитанная мощность электродвигателя соответствует мощности привода сепаратора, а критическая частота вращения вала превышает заданную для сепаратора Ж5-ОТС частоту почти в 5 раз.

Вероятность разрушения ротора сепаратора очень мала, т. е. данный сепаратор работает в нормальном режиме.

молочный сыровотка фильтрация сепаратор

Заключение

В технологическом разделе работы проанализированы технические требования к исходному сырью и рассмотрен технологический процесс производства сывороточных напитков.

Молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных соединений. Её ценность обусловлена: углеводами, липидами, минеральными солями, витаминами, органическими кислотами, ферментами, иммунными телами и микроэлементами. Биологические свойства сыворотки позволяют производить на её основе разнообразные напитки с различными наполнителями.

Операциями технологического процесса являются пастеризация, составление смеси, охлаждение готового продукта. Главная операция - осветление сыворотки, которой посвящен аналитический раздел.

В аналитическом разделе были рассмотрены различные способы коагулирования сывороточных белков, а также методы их выделения из суспензии «сыворотка-белки» на различных аппаратах. Была приведена сравнительная характеристика различных методов и определен наиболее лучший из них по комплексу показателей.

По результатам анализа различных методов осветления молочной сыворотки, мы сделали вывод, что наиболее качественное осветление происходит после денатурации белков сыворотки при помощи комплексообразователя - хитозана, с последующим отделением осадка на специализированном аппарате.

Был сделан выбор специализированного сепаратора Ж5-ОТС, для его изучения и возможности применения.

В конструкторском разделе было подробно рассмотрено устройство сепаратора для выделения коагулированных сывороточных белков Ж5-ОТС, приведены его основные технические характеристики и описан принцип его работы.

Также были проведены конструктивные расчеты параметров аппарата, энергетический расчет и расчеты на прочность основных и наиболее нагруженных деталей сепаратора.

Все рассчитанные нами конструктивные факторы удовлетворяют данным приведенным для сепаратора Ж5-ОТС в технической характеристике.

Производительность сепаратора равна 5000 л/ч, он непрерывно работает 0,005 ч, удаляя за один раз 19 л белкового осадка.

Рассчитанная мощность электродвигателя соответствует мощности привода сепаратора, а критическая частота вращения вала превышает заданную для сепаратора Ж5-ОТС частоту почти в 5 раз.

Вероятность разрушения ротора сепаратора очень мала, т. е. данный сепаратор работает в нормальном режиме.

Список литературы

1. Алиева Л.Р., Евдокимов Т.А., Василисин С.В. Осветление молочной сыворотки хитозаном // Материалы II Всероссийской научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии». - Ставрополь: Изд-во СевКавГТУ, 2002. - Т. 2. - С. 68-70.

2. А. с. 1011101 СССР, МКИ6 A23J1/20. Способ выделения белковых веществ из молочной сыворотки. / Воронков М.Г., Анненкова В.З., Анненкова В.М., Угрюмова Г.С., Дианова Н.Г., Колодкин А.М., Храмцов А.Г., Кириллова Л.Г., Холодов Г.И., Якунина А.И., Жидков В.Е. (СССР). - № 3370354/28-13; заявл. 29.12.81; опубл. 15.04.83, Бюл. № 14. - 2 с.

3. Бредихин С.А., Космодемьянский Ю.В., Юрин В.Н. Технология и техника переработки молока. - М.: Колос, 2003. - 400 с.: ил.

4. Быков В.П. Состояние и перспективы развития производства хитина, хитозана и продуктов на их основе из панциря ракообразных // Материалы V Всероссийской научно-технической конференции «Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана». - М.: Изд-во ВНИРО, 1999. - Т. 1. - С. 115-117.

5. Волкова Т.А., Кравченко Э.Ф. Альбуминовая масса из подсырной сыворотки // Сыроделие и маслоделие. - 2007. - № 6 - С. 42-47.

6. Евдокимов Т.А., Василисин С.В., Золотарева М.С. Осветление творожной сыворотки природным полимером хитозаном // Молочная промышленность. - 2005. - № 10 - С. 61-63.

7. Крусь Г.Н., Тиняков В.Г., Фофанов Ю.Ф. Технология молока и оборудование предприятий молочной промышленности. - М.: Агропромиздат, 1986. - 279 с.: ил.

8. Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Экономика, 1986. - 271 с.

9. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 1. / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков [и др.] / под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. - М.: Высшая школа, 2001. - 703 с.: ил.

10. Остриков А.Н., Абрамов О.В. Расчет и конструирование машин и аппаратов пищевых производств. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 352 с.

11. Патент 2031598 Российская Федерация, МКИ 6 A23J1/20. Способ выделения белковых веществ из молочной сыворотки. / Храмцов А.Г., Василисин С.В., Евдокимов И.А., Виноградов Б.Д., Рослякова И.В.; заявитель и патентообладатель Ставропольский политехнический институт. - № 5061562/13; заявл. 7.09.92; опубл. 27.03.95.

12. Патент 2238002 Российская Федерация, МКИ 7 А23С21/00, А23С21/08. Способ производства напитка из молочной сыворотки. / Евдокимов И.А., Василисин С.В., Алиева Л.Р., Володин Д.Н.; заявитель и патентообладатель Ставропольский политехнический институт. - № 2002115561/13; заявл. 10.06.2002; опубл. 20.10.2004.

13. Практикум по курсу «Технологическое оборудование» / А.Н. Остриков, М.Г. Перфенопуло, А.А. Шевцов [и др.]. - Воронеж.: Воронежск. гос. технолог. академ., 1999. - 424 с.: ил.

14. Российская Федерация. Законы. Технический регламент на молоко и молочную продукцию: [федер. закон: принят Гос. Думой 23 мая 2008 г.: по состоянию на 12 июня 2008 г.] [Электронный ресурс]. - М. : КонсультантПлюс ВерсияПроф, 2008. - сетевая версия.

15. Самойлов В.А., Нестеренко П.Г., Толмачев О.Ю. Справочник технолога молочного производства. Т. 7. Оборудование молочных предприятий (справочник - каталог). - СПб.: ГИОРД, 2004. - 832 с.: ил.

16. Свириденко Ю.Я. Научное обеспечение промышленной переработки молочной сыворотки // Молочная промышленность. - 2006. - № 6 - С. 18-19.

17. Сенкевич Т., Ридель К.-Л. Молочная сыворотка: переработка и использование в агропромышленном комплексе / перев. с нем. к. б. н. Н.Х. Эпштейна / под ред. Н.Н. Липатова. - М.: Агропромиздат, 1989. - 270 с.

18. Современные наукоемкие технологии переработки сырья и производства продуктов питания: состояние, проблемы и перспективы развития: международная научно-практическая дистанционная конференция / под ред. Н.М. Глебовой. - Омск: Изд-во АНО ВПО «Омский экономический институт», 2008. - 280 с.

19. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 431 с.

20. Твердохлеб Г.В., Сажинов Г.Ю., Раманаускас Р.И. Технология молока и молочных продуктов. - М.: ДеЛи принт, 2006. - 616 с.

21. Технология молока и молочных продуктов / Г.Н. Крусь, А.Г. Храмцов, З.В. Волокитина [и др.] / под ред. А.М. Шалыгиной. - М.: КолосС, 2006. - 455 с.: ил.

22. Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности. - М.: Пищевая промышленность, 1967. - 512 с.

23. Тульский статистический ежегодник 2008. Статсборники. - Т.: Туластат, 2008. - 310 с.

24. Храмцов А.Г., Василисин С.В. Справочник мастера по промышленной переработки молочной сыворотки. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. - 172 с.

25. Храмцов А.Г., Василисин С.В. Справочник технолога молочного производства. Т. 5. продукты из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. - СПб.: ГИОРД, 2004. - 576 с.: ил.

26. Храмцов А.Г., Жидков В.Е., Холодов Г.И. Биотехнология напитков из молочной сыворотки. - Ставрополь.: Ставрополь, 1996. - 142 с.

27. Храмцов А.Г., Нестеренко П.Г. Технология продуктов из молочной сыворотки. - М.: ДеЛи принт, 2004. - 587 с.

Размещено на Allbest.ru