Главная
База знаний "Allbest"
Производство и технологии
Сушильна установка для виробництва сухого знежиреного молока
Сушильна установка для виробництва сухого знежиреного молока
Технологічна схема сушильної установки. Сировинна база для виробництва сухого знежиреного молока. Обґрунтування проектної потужності установки. Будова та принцип дії скрубера Вентурі. Розрахунок насоса для подачі знежиреного молока в трубу Вентурі.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 20.11.2014 |
| Размер файла | 458,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Вступ
Харчова промисловість входить до продуктивних комплексів АПК. Її сировинна база досить поширена в Україні. Ще більш широкі межі розміщення споживачів продукції цієї галузі. Саме через це розміщення харчової промисловості має таку особливість, що виділяє її серед інших галузей, -- її підприємства розміщуються повсюдно: скрізь, де є населений пункт, існує те чи інше виробництво харчової продукції. Проте розміщення окремих галузей цього виробництва має свої особливості залежно від ступеня впливу на них сировинного чи споживчого фактора. У відповідності з цим виділяються три групи галузей харчової промисловості:
1. Група галузей, що переробляє нетранспортабельну (або малотранспортабельну) сировину при високих нормах її витрат й обмежених строках зберігання і виробляє транспортабельну продукцію, здатну до зберігання. Ці галузі орієнтуються на джерела відповідної сировини. До складу цієї групи галузей входять цукрова, спиртова, крохмале-патокова, консервна, маслоробна, олійножирова.
2. До другої групи належать галузі, що переробляють транспортабельну сировину і випускають малотранспортабельну продукцію, або продукцію з обмеженими строками її зберігання. Такі галузі розміщуються в районах споживання готової продукції. Це -- хлібопекарська, кондитерська, пивоварна, макаронна, молочна, безалкогольних напоїв.
3. Третю групу становлять галузі, що можуть бути розміщені як в районах зосередження сировини, так і в районах споживання готової продукції (м'ясна, борошномельна). До цієї групи входять і ті галузі, в яких стадії технологічного процесу можуть бути територіально відокремленими. Зокрема, в районах виробництва сировини здійснюються первинні стадії переробки сировини, а в районах споживання -- стадії, що завершують процес переробки напівфабрикатів (тютюнова, виноробна).
Харчова промисловість має складну структуру. До її складу входить більше 20 галузей. Провідними галузями харчової промисловості України є цукрова, м'ясна, молочна, олійножирова, плодоовочеконсервна, кондитерська, спиртова, виноробна, соляна.
До складу молокопереробної промисловості входять маслоробна, сироварна, молочноконсервна галузі, а також виробництво продуктів з незбираного молока. Молокопереробна промисловість є складовою частиною молокопродуктового комплексу АПК. Розміщення галузі залежить від наявності сировини і масового споживача. В районах споживання розміщують підприємства, що випускають продукцію з незбираного молока. Па сировину орієнтуються маслоробні, сироварні та молочноконсервні заводи. В Україні працює близько 500 підприємств молокопереробної промисловості. Маслоробні підприємства діють майже в усіх обласних і районних центрах.
В останні роки в нашій країні і за кордоном з розвитком молочної промисловості спостерігається тенденція збільшення випуску сухого молока і різних сухих молочних продуктів. Особливо перспективне виробництво сухого знежиреного молока і швидко розчинного молока. Виробництво сухого молока є одним з раціональних шляхів створення резервів молока в країні, оскільки ці продукти відрізняються високою транспортувальною здатністю та тривалим терміном зберігання. Цими властивостями визначається велике народно - господарське значення сухих молочних продуктів. Безперервне збільшення випуску і розширення асортименту сухих молочних продуктів супроводжується постійним покращенням самої сушки.
На сьогодні є тенденція до створення високопродуктивних сушильних установок, одночасно з компактністю цих установок, за рахунок проведення деяких процесів в одному апараті.
На підприємствах молочної промисловості, де здійснюється сушка молочних продуктів розпиленням, разом з відпрацьованим повітрям виноситься в атмосферу готовий висушений продукт у вигляді порошка.
На Роменському молочному комбінаті ці втрати складають 0,5 - 0,8 % від всього випускає мого сухого продукту. При цьому:
1. завод несе фінансові витрати;
2. втрачається значна кількість молока, як цінного сільськогосподарського продукту;
3. повітря на виході має температуру 85 - 96 оС, але використання його для обігрівання неможливе, тому що через вміст пилу буде забруднюватися обладнання;
4. пил, що попадає в атмосферу, осідає на місцевості, тим самим забруднює оточуюче середовище.
Тому доцільно створити установку для очищення повітря від молочного пилу (що не вловлюється циклоном).
Таку установку ми розробляємо в даному дипломному проекті. Цією установкою може служити - газопромивач скрубер Вентурі, що працює на принципі вологої очистки газу.
В порівнянні з іншими скруберами вологої очистки - скрубер Вентурі має ряд переваг:
· недорогий;
· не має обертаючих деталей;
· не складний в обслуговуванні;
· відносно малогабаритний.
1. Технологічна частина
Сировина і її коротка характеристика.
Сировиною для виробництва сухого знежиреного молока є незбиране молоко. Середній хімічний склад коров'ячого молока, що надходить до молококомбінату, наступний:
вода 88,13 %, сухий молочний залишок 11,87 %, в тому числі жири 3,54 %, молочний цукор (лактоза) 4,46 %, мінеральні речовини 0,7 %, гази 5…8 %.
Сире молоко, при здачі на підприємство має температуру не вище 10 оС. Воно повинно бути натуральним, білого або жовтуватого кольору, без осаду, не повинно містити інгибуючих та нейтралізуючих речовин (антибіотиків, аміака, соди). Також воно повинно бути без сторонніх присмаків та запахів.
Молоко, яке призначене для СЗМ, повинно відповідати вимогам вищого або першого сортів, кислотність повинна бути в межах 16.-.18 оТ, ступінь чистоти по еталону, не нижче І-ї групи.
1.1 Технологічна схема проекту
Прямотокові розпилювальні установки отримали в останній час велике поширення в молочній промисловості нашої країни та за кордоном.
Сушильна установка (рис 1) складається з вертикальної сушильної башти, яка оснащена конічним днищем, циклонів та допоміжних пристроїв. Внутрішній діаметр циліндричної частини сушильної башти 5,5 м, висота 3 м, при загальній її висоті 7,55 м. Внутрішня поверхня сушильної башти зроблена з нержавіючої сталі.
Теплоізоляція виконана з мінеральної вати, зверху вона покрита листовим алюмінієм.
В центрі верхньої частини сушильної башти змонтовані повітрерозподілювачі 3 і дисковий розпилювач 2. Частота обертання розпилювача200…300с1.
Рис 1 Загальний вигляд сушильної установки
Повітря, що подається на сушку, нагрівається в калорифері 12 при тиску пари 11.105 Па. Витрата пари на сушку складає 1460 кг/год. Повітря подається нагнітаючим вентилятором 11 високого тиску, продуктивністю 14200 м3/год.
Після проходження калорифера повітря нагрівається до температури 180 - 200оС і подається в корінь факела розпилу. При цьому в повітрерозподілювачі потік повітря закручується в напрямку, протилежному напрямку руху частинок розпилювального продукту.
Після втрати частинок продукту високої початкової швидкості, вони разом з потоком повітря рухаються по низькохідній спіралеподібній траєкторії із температурою 85 - 96 оС.
Відпрацьоване повітря з найбільш малими фракціями молочного порошку через спеціальний патрубок виводиться з сушильної камери в батарею циклонів 7 для очищення. Із циклонів повітря вентиляторами 4 подаються у два скрубера вологої очистки повітря 15 для вологої очистки. Змочувальною рідиною для скруберів є знежирене молоко, яке з бака 18 насосом 14 через трьохходовий кран 13 подається в зрошувальний пристрій скрубера.
Висушений молочний порошок по конічному днищу сушильної башти висипається у віброкоток 9, з якого подається в пневмотранспортну лінію 8.
Пневмотранспортування сухого молочного порошка здійснюється повітрям, яке збирається в цеху допоміжним вентилятором 5.
Перед пневмотранспортною лінією повітря очищується у фільтрах 10 зі змінним елементом з крепселона.
В процесі транспортування молочний порошок охолоджується до температури, яка на 10 - 15оС більша за температуру засмоктувального повітря. В пневмотранспортну лінію потрапляє також молочний порошок з батареї циклонів. Молочний порошок надходить по пневмотранспортній лінії в розвантажуючий циклон із якого подається в бункер-накопичувач 6. У зв'язку з недостатньою очисткою повітря з розвантажую чого циклона повертається в повітрехід, по якому відпрацьоване повітря з сушильної башти подається в батарею циклонів.
За допомогою шлюзового затвору, що встановлений під бункером накопичувачем, готовий продукт вивантажується з установки, після цього відбувається фасування в крафт-мішки.
1.2 Обґрунтування в потребі сировини
Основною сировинною базою для Роменського молочного комбінату є такі регіони: Роменський, Недригайлівський, Гадяцький (Полтавської області), Талалаївський (Чернігівської області), Конотопський, Лохвицький, Лебединський.
Дані прийомки молока по районах, одиниці виміру, тони:
Роменський за 2004 - 32593 за 2005 - 36594
Талалаївський за 2004 - 3868 за 2005 - 6470
Лохвицький за 2004 - 1386 за 2005 - 1180
Інші райони за 2004 - 5484 за 2005 - 180
Всієї сировини за 2004 - 53286 за 2005 - 57848
Таблиця 3 Потреба у сировині на рік для сухого знежиреного молока
|
Річний обсяг виробництва, т |
Норма незбираного молока на 1 тону СЗМ,т |
Потреба сировини на рік, т |
|
|
2012 |
16,5 |
33198 |
1.3 Обґрунтування проектної потужності
В сушильній установці, що працює на Роменському молочному комбінаті існують деякі недоліки, що стимулюють виробництво:
· Незадовільний контроль вологості готового продукту;
· Значні викиди в атмосферу разом з відпрацьованим повітрям готового (висушеного) продукту у вигляді порошку. На комбінаті проводилися дослідження втрат сухого молока і було встановлено, що вини складають біля 1% від всієї кількості продукції СЗМ, при цьому комбінат несе значні фінансові втрати
Пропонується:
встановити для очищення відпрацьованого повітря, що виходить із сушильної установки додатковий пиловловлювач, а саме турбулентний газопромивач - скрубер Вентурі принцип дії якого основаной на вологій очистки газу.
В порівнянні з іншими скруберами вологої очистки повітря скрубер Вентурі має декілька переваг:
v Недорогий (може бути виготовлений на підприємстві);
v Не має обертаючих, швидкозношувальних частин;
v Простий в обслуговуванні;
v Надійний у роботі.
Недоліки:
v Відносно високий гідравлічний опір.
Використання скрубера дає економію продукції. Досягається практично повне очищення відпрацьованого повітря до 99,9%. При виготовленні 1 тони СЗМ економиться приблизно 6кг продукту, за рік економія становить 12000кг.
Потужність на діючому устаткуванні при виготовленні за зміну 4т сухого продукту і змінності роботи 500 в рік.
Проектна потужність збільшиться за рахунок зменшення втрат (6кг за 1 тону).
Проектна потужність складає: 2000+12=2012т/рік
Забезпечення матеріалами, електроенергією, поливом та водою.
Водопостачання заводу здійснюється за допомогою водозаборів для Роменського водонасосного горизонта.
Потреба заводу у воді становить 2957 м3/добу. Максимальна годинна втрата 144.
Стічні води після попереднього очищення поступають до міської очисної споруди.
Джерелом постачання пару є котельня з трьома котлами ДКВР-10-13. Паливо - газ та резервне - мазут.
Електропостачання відбувається з Роменської підстанції 110/35/10кВ з напругою 35кВт. Для розподілення електроенергії між споживачами передбачена понижуюча трансформаторна станція 35/10кВт (2 трансформатора по 4000кВт, типу ТМ-4000/35).
Схема холодопостачання комбінату є компресорна, що розміщена в головному виробничому корпусі, в якій розміщено 9 компресорів з сумарною холодопродуктивністю 2160,0 тис ккал/год.
Допоміжні матеріали поступають згідно договорів. В таблиці 4 наведені основні витрати енергоресурсів на 1 тону СЗМ.
Витрати миючого розчину, холодної води в цеху сушки:
§ Витрати миючого розчину, м3/год 1
Витрати холодної води, м3/год
§ Миття обладнання 7,5
§ Охолодження насосів 39
Витрати гарячої води, м3/год
§ На обладнання, трубопроводи 5
§ На нагрівання молока в пастеризаційній установці 7,8
Таблиця 4 Потреба в енергетичних ресурсах
|
Енергоресурс |
Норма на 1тону, грн |
Річна норма, тис грн |
|
|
Допоміжні матеріали |
76,04 |
153 тис грн |
|
|
в тому числі плівка поліетиленова |
20,52 |
41,3 тис грн |
|
|
Мішкі паперові |
54,42 |
109,5 тис грн |
|
|
Марля |
0,29 |
0,6 тис грн |
|
|
Нитки, пряжа |
0,65 |
1,3 тис грн |
|
|
Миючі засоби |
0,15 |
0,3 тис грн |
|
|
Енерговитрати (всього) |
851,94 |
1714,1 тис грн |
|
|
в т. ч. електроенергія |
298,2 |
600 тис грн |
|
|
Теплоенергія |
553,72 |
1114,1 тис грн |
|
|
Витрати миючого розчину |
0,33 |
0,67 |
|
|
Витрати холодної води |
1,2 |
2,56 |
|
|
Миття обладнання |
0,2 |
0,4 |
|
|
Охолодження насосів |
1,06 |
2,15 |
|
|
Витрата гарячої води |
3,97 |
8 |
|
|
На обладнання, трубопроводи |
1,55 |
3,12 |
|
|
На нагрівання молока в пастеризаційній установці |
2,4 |
4,87 |
2. Будова і робота проектованої машини
Вихідні дані:
Продуктивність сушки по випареній волозі 1000кг/год
Температура в цеху 20оС
Температура гарячого повітря, що поступає в сушильну камеру 190оС
Температура повітря, що виходить з сушильної камери 90оС
Початкова вологість знежиреного молока 55%
Кінцева вологість сухого знежиреного молока 5%
Кількість теплоти, затраченої на сушіння знаходимо по кількості теплоти Q, необхідної для нагрівання повітря в калорифері:
,
де Іо, І1 - ентальпія повітря до калорифера і на виході з нього, Дж/кг;
GВ - кількість повітря для сушки, кг
Кількість повітря знаходимо за формулою:
,
де W - кількість випареної вологи в сушильній башті;
d2,d0 - вологовміст повітря, що виходить з сушильної башти і, що входить в неї, г вологи на 1кг сухого повітря.
Для знаходження ентальпії і вологовмісту повітря необхідно побудувати процес сушки в І-d діаграмі, для чого спочатку знаходимо два основних параметра повітря, яке забирається для сушки.
По температурі та відносній вологості знаходимо точку, що характеризує основні параметри повітря перед забором його в калорифер сушильної установки. При температурі сухого термометра 20 і мокрого 16оС, при перетині цих двох ліній отримаємо точку А, по якій знаходимо відносну вологість повітря ц=60%, вологовміст d0=6,5г/кг сухого повітря і ентальпію Іа=32..103Дж/кг. Далі повітря надходить в калорифер, де нагрівається при постійному вологовмісті до 190оС. В результаті перетину ліній d0=6,5г/кгсухого повітря з ізотермою t=190оС отримаємо точку В, що характеризує параметри повітря на виході з калориферу і вході в сушильну камеру (d1=6,5г/кг сухого повітря, І=211 103Дж/кг).
При теоретичному процесі сушки повітря, що поступає в сушильну башту, віддає тепло на випаровування вологи з матеріалу і приймає його назад разом з випареною вологою, тому в процесі сушки ентальпія повітря залишається незмінною.
Знаючи кінцеву температуру повітря, що виходить з сушильної башти можна отримати на перетині ліній І=211 103Дж/кг сухого повітря і ліній tкін=90оС точку С, характеризуючи параметри повітря на виході з сушки (d1=6,5г/кг сухого повітря, І=211 103Дж/кг).
Таким чином, отримані основні дані для знаходження теоретичної витрати повітря і теплоти на нагрівання повітря.
Кількість повітря для сушіння: кг
Кількість теплоти, затраченої на сушку:
кДж
Витрати на нагрівання повітря розраховуємо за формулою:
,
де ін, ік - ентальпії гріючої пари і конденсату Дж/кг,
з - ККД калорифера (з=0,95).
Ентальпію пара знаходимо за його температурою ін=2475,5 кДж/кг. За температурою конденсату tк=146оС і за його теплоємкістю ск=4,2кДж/кг знаходимо ентальпію конденсату.
ікон=146.4200=613200Дж/кг
Тоді витрати пари: кг/год
Термічний коефіцієнт розпилювальної сушки знаходимо за формулою:
;
де t, tк, tс - відповідно температура повітря, що входить і виходить, а також температура повітря, яке надходить в калорифер, оС
Важливими показниками процесу сушки є кількість вологи, що вилучається з продукту Ввид і розраховується за формулою:
Ввид=Ві-Вр;
де Ві - початкова вологість, % Ві =55%;
Вр - рівноважна вологість сухого молока.
,
де Вр - рівноважна вологість, %;
ц - відносна вологість повітря, %;
t - температура повітря, оС.
Ввид=55-1,05=53,9%.
2.1 Будова та принцип дії скрубера Вентурі
Скрубер Вентурі відноситься до турбулентних газопромивачів і застосовується для очищення газів і мікронного та субмікронного пилу. Принцип дії цього апарата ґрунтується на інтенсивному подрібленні газовим потоком, що рухається з великою швидкістю (60-150 м/с), зрошувальною рідиною.
Скрубер (рис 2) складається з двох основних частин: нормалізованої труби Вентурі, яка має плавне звуження на вході (конфузор) 3, та краплевідділювача 4 (це може бути простий циклон). Звужена частина труби Вентурі отримала назву горловина 2. Очищене повітря
Рис 2 Скрубер Вентурі
Для зрошування повітря в скрубері Вентурі застосовують знежирене молоко, що подається з приймального баку для знежиреного молока 5 насосом 6. Приймальний танк встановлений на дільниці згущення. Знежирене молоко потрапляє в приймальний танк з сепаратора-вершковідділювача. Крім того в баку збирається молоко, яке використовувалось в скрубері для зрошення повітря і відділене від нього в краплевідділювачі, з краплевідділювача в приймальний бак воно потрапляє по трубопроводу.
Рідина вводиться в трубу Вентурі струями або краплинами, завдяки великій швидкості газового потоку в горловині подрібнюється на найменші краплі (10…50мкм) з великою сумарною площею поверхні. Велика швидкість, крім того турбулізує потік. Ці фактори збільшують ймовірність співударів рідких і твердих частин в запиленому повітрі.
Тому процес очищення в такому апараті можна розглядати, як коагуляційний процес.
сушильна установка скрубер вентурі
2.2 Розрахунок насоса для подачі знежиреного молока в трубу Вентурі
Вихідні дані:
годинна витрата знежиреного молока для двох
працюючих скруберів Q=21,68м3/год
надлишковий тиск в горловині, утворений
насосом Рн=Нн=0,03-0,1МПа= 3-10мм. рт. ст.
абсолютний тиск знежиреного молока в
горловині Раб=Рам+Р=0,13+0,2МПа
діаметр трубопроводу d=25мм
подача рідини на рівень 5м від рівня встановлення насоса
Знаходимо повний напір насоса:
Втрати напору Нн знаходимо за формулою:
Н=Нур+Нн+Нвтрат
де хр - швидкість руху рідини в трубопроводі, м/с;
л - коефіцієнт опору тертя по довжині трубопровода;
оі - коефіцієнт місцевих опорів;
l - довжина трубопровода, l=20м.
Швидкість руху рідини, знаходимо за формулою:
м/с
Знаходимо коефіцієнт л, для ламінарного руху
для турбулентного руху
Для знаходження руху рідини знаходимо критерій Рейнольда:
,
де а - кінематична в'язкість рідини, м2/с;
для знежиреного молока а=26.10-6 м2/с.
Тоді , при =5894 режим руху рідини ламінарний, тому
Знаходимо коефіцієнт місцевих опорів оі:
коліно 90о,
де А=130, окв=0,2, тоді ,
трійник А=130, окв=0,3, тоді ,
різкі звуження потоку:
,
де F1 - площа поперечного перерізу трубопровода;
F2 - сумарна площа перерізу всіх сопел;
м2,
,
де п=16 число сопел одного скрубера,
dс=3мм, діаметр сопла
Тоді м2,
коефіцієнт
Знаходимо втрати напору Нн:
Тоді повний напір насоса дорівнює:
Н=5+18,5+10=33,5м
По продуктивності Q=11м3/год і повному напору А=33,5м вибираємо насос 2К-6 з електродвигуном. Продуктивність, м3/год - 10…30.
напір, м - 24…34,5
потужність електродвигуна, кВт - 4,5
число обертів вала, с-1 - 2900.
2.3 Підбір вентиляторів
Продуктивність одного скрубера дорівнює Q=5420м3/год повітря, або Q=1,5м3/год. За довідником [24] підбираємо два вентилятора марки ВЦП-5. Вентилятори такого типу середнього тиску. Вони призначенні для переміщення повітря температурою не більше 1800С, що містить тверді домішки в кількості не більше 150мг/м3.
Вентилятори такого типу застосовуються в сухих сушках з невеликою продуктивністю.
Технічна характеристика вентилятора ВЦП-5.
Продуктивність, м3/с 1,67
Частота обертання, хв.-1 1800
Потужність електродвигуна, кВт 4,5
Маса, кг 230
Знаходимо тиск вентилятора за формулою:
; ;
де N - потужність вентилятора;
з - ККД вентилятора.
Тоді кПа
Тиск вентилятора: Р=Рст+Рдин
де Рст - статичний тиск вентилятора;
Рдин - динамічний тиск вентилятора.
Статичний тиск
Рст=Рвак+Рмагн
де Рвак - тиск вентилятора для створення вакуума в сушильній башті, Рвак=100Па;
Рмагн - тиск для забезпечення руху повітря по повітреходу.
Динамічний тиск знаходимо за формулою:
;
де с - густина повітря на вході у вентилятор, с=0,996кг/м3;
с - швидкість повітря у вихідному патрубку с=17м/с;
Па;
Таким чином Рмагн=Р-Рдин-Рвак=1550-144-100=1306Па
Цей тиск повинен забезпечувати рух повітря через скрубер Вентурі і по повітреходу.
2.4 Аналіз процесу уловлення пилу в скрубері Вентурі
В основі осідання частин лежить кінематична коагуляція, виникаюча за рахунок різниці швидкості рідини та газу. Краплини рідини не можуть відразу набути тієї швидкості руху (60-150м/с), з якою повітря рухається в горловині труби Вентурі. Тому проходить інтенсивна кінематична коагуляція.
Дякуючи великій швидкості газів проходить інтенсивне подрібнення
рідини, внаслідок чого збільшується площа контакту його крапель з частинками пилу. Число крапель рідини після її розпилення в трубі Вентурі повинна бути приблизно такого ж порядку, як і частинок в повітрі.
Об'ємно-поверхневий діаметр крапель знаходимо приблизно за формулою Нукіяна та Галалова:
,
де ха - відносна швидкість газів відносно швидкості рідини, м/с;
у - поверхневий натяг на межі розділення фаз газо рідини, Н/м;
мр - динамічна в'язкість рідини, кг/мс;
нр,нг, - об'ємні витрати, відповідно рідини та газу, м3/с.
2.5 Розрахунок скрубера Вентурі
Розрахунок параметрів нормалізованої труби.
Рис 3 Нормалізована труба Вентурі
1 - конфузор
2 - горловина
3 - дифузор
У нормалізованій трубі Вентурі підібрано геометричні співвідношення, що забезпечують мінімальні «шкідливі» гідравлічні втрати при русі по ній газового потоку. Довжина конфузора л, знаходиться за формулою:
,
де D1 - вхідний діаметр конфузора, м
Dг - діаметр горловини труби Вентурі, м
б1 - кут звуження конфузора, б1=28о
Вхідний діаметр конфузора D1 приймаємо рівним діаметру підвідного газоходу, D1=300мм.
Діаметр горловини знаходимо за формулою:
,
Vг - об'ємна витрата повітря при робочих параметрах горловини, м3/с.;
хг - швидкість повітря в горловині, Н/с.
Так як ми встановлюємо два скрубера Вентурі, то об'ємна витрата повітря, для одного скрубера:
м3/с=3м/с
Швидкість повітря в горловині приймаємо 90,0м/с
Тоді діаметр горловини буде дорівнювати:
м;
приймаємо Dг=200мм
Довжина конфузора м
Так як зрошення труби Вентурі периферійне, то довжину горловини л2 конструктивно приймаємо 100мм.
Довжину дифузора л3 знаходимо за формулою:
,
D2 - діаметр вихідного перерізу дифузора.
Приймаємо D2 =D1=300мм
б2 - кут розкриття дифузора, б2=70
Тоді м,
приймаємо л3 =0,82м
Такі геометричні параметри забезпечують мінімальні гідравлічні втрати при русі повітряного потоку, так як виключають відрив потоку від стін горловини та дифузору.
2.6 Розрахунок вала на міцність
Розраховуємо вал розпилювача
Складаємо розрахункову схему вала у відповідності із конструкцією, що показана на розрахунковій схемі.
Знаходимо силу, діючу на вал від потягу паса:
Н
Будуємо епюру згинальних моментів, діючих на вал. Для цього знаходимо опорні реакції з відношень:
?Мс=0; -Rв=600+ F.705=0
Н;
?Мв=0; F.105-RС.600=0
Н.
Перевіримо знайдені реакції:
F -Rв+Rс=0
Реакції знайдено вірно
Знаходимо значення згинаючих моментів
І: 0? Х?0,105
Мзгин (Х=0)=0
Мзгин (Х=0,105)= F.0,105.371.0,105=38,9Нм
0,105? Х?0,705
Мзгин (Х=0,105)= F.0,105=38,9Нм
Мзгин (Х=0,705)= F.0,705-Rв.0,6=371.0,705-435.0,6=0
Будуємо епюру крутних моментів.
Значення крутного моменту буде постійним:
Мк=Т=10,2Нм
Момент передається від середини шківа до другого підшипника.
Знайдемо розрахунковий коефіцієнт запасу міцності для перерізу І-І, в якому спостерігається максимальний згинаючий момент і порівнюємо його з допустимим значенням [9], який приймають:
[S]= 1,3…2,,
де Sу, Sф - коефіцієнт запасу міцності по нормальним та дотичним напруженням, що знаходиться за формулами:
;
,
де фа, уа, - амплітуда напружень циклу;
фм, ум - середнє напруження циклу.
В розрахунках валів прийнято приймати, що нормальні напруження знімають по симетричному циклу. Тоді:
;
Напруження в небезпечних перерізах знаходимо за формулою:
; ,
де Wзгн - згинаючий момент в перерізі І-І
Wзгн =38,8Нм
Wосв - осьовий момент опору:
м3
Мк - крутний момент, Мк=10,2Нм
Wп - полярний момент опору вала
м3
Напруження дорівнюють:
Па
Па
(шф)о - коефіцієнт впливу асиметрії циклу
(шф)о= шф/(кф)0
Границі витривалості валу в перерізі І-І
(у-1)0 = у-1/(ку)0;
(ф-1)0 = ф-1//(кф)0;
де у-1, ф-1 - границі витривалості гладких зразків при симетричному циклі згину та кручення.
Для сталі марки 40Х, з якої зроблений вал:
у-1=3,2.108Па, ф-1=2.108Па.
(Ку)р та (Кф)0 - коефіцієнти концентрації напружень для даного перерізу валу.
Значення (Ку)р та (Кф)0 знаходимо із залежності
,
де Ку та Кф - ефективні коефіцієнти концентрації напружень, Ку =2,61; Кф =2,65;
КF - коефіцієнт впливу жорсткості, КF=1;
Кх - коефіцієнт впливу поверхневого зміщення, Кх=1,6
Тоді ;
;
Па.
Коефіцієнт запасу по нормальним та дотичним напруженням дорівнюють:
;
Знаходимо розрахунковий коефіцієнт запасу міцності S:
З даної залежності можна зробити висновок, що міцність валу забезпечується.
Рис 4 Розрахункова схема розпилювача
3. Ремонт і монтаж сушильної установки
При ремонті сушилок різних типів проводять наступні загальні для всіх видів роботи.
В залежності від конструкції сушили, розпилювального пристрою, циклонів та інших механізмів їх розбирають і демонтують способами, що описані в заводських інструкціях.
Після збирання проводять центровку валів вентилятора та електродвигуна. При ремонті повітреходів, їх розбирають по ділянках, правлять, замінюють прокладки, встановлюють ізоляцію і збирають.
Паровий колектор при ремонті від'єднують від пароводів, ставлять на них заглушку і змінюють всі вентилі. При необхідності, клапани та гнізда вентилів проточують і притирають. Конденсатовідводник знімають, ремонтують і встановлюють на місця, а при необхідності ремонтують вентилі обводної лінії.
Для ремонту калорифера сушили, його від'єднують від пароводу і демонтують. Кінці трубок в трубних решітках, «що течуть» вирубують і заварюють. В таблиці приведені характерні неполадки сушильної установки, які частіше за всі інші зустрічаються на практиці, і відповідно методи їх усунення.
При підготовки сушки до монтажу доставляють всі її вузли в зону монтажу і розміщують їх в порядку послідовності виконання монтажних робіт, що вказуються робітником в спеціальній таблиці. Перевіряють виконання під монтаж будівельних робіт, наносять на фундаменти розбиваючі осі у відповідності з монтажними кресленнями.
При проведенні монтажних робіт особливу увагу слід приділити щільності та герметичності з'єднань вузлів сушки, і герметичності зварних і болтових з'єднань.
Таблиця 5 Характерні неполадки сушильної установки і методи їх усунення
|
Неполадки |
Ймовірна причина |
Методи усунення |
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
Обладнання не запускається при запуску |
пошкодження в системі електропостачання |
усунути неполадки в системі електропостачання |
|
|
збігання приводного паса |
встановити пас |
||
|
Підвищене накопи-чення продукту на внутрішній частині сушильної камери |
вихід із ладу індукторів |
замінити пошкоджений індуктор |
|
|
поява зазорів між індуктором та обшивкою |
вибрати і встановити необхідний зазор |
||
|
Підвищений вміст вологи в готовому продукті |
відхилення від температур-них режимів сушіння |
встановити робочі температурні режими |
|
|
Пилевиділення про-дукту через неділь-ності сушильної камери |
підвищений надлишковий тиск в сушильній камері |
відрегулювати тиск |
|
|
Поява молока через муфтові з'єднання в молокопроводі |
послаблення накидних гайок муфт з'єднань |
затягнути накидні гайки |
|
|
пошкодження або зношення гумових прокладок |
замінити дефективні прокладки |
Для монтажу сушки рекомендується використовувати крани, блоки та інші. Монтаж проводять складальним методом у відповідності з монтажним кресленням. Монтаж шахт ведуть знизу вверх, оздоблювальні роботи проводять зверху вниз.
Після закінчення монтажних робіт ведуть оздоблювальні роботи, в тому числі підкрашують і оформлюють пояснювальні надписи. Перед загрузкою сушки необхідно перевірити:
§ стан вентиляторів,
§ легкість обертання вала,
§ відсутність поштовхів, ударів та зачеплень робочого колеса за кожух,
§ щільність всіх з'єднань повітреходів,
§ відсутність щілин в люках
§ натяг привідних пасів,
§ стан огороджень, забезпечуючи безпеку роботи,
§ працездатність автоматизації,
§ наявність змащення в підшипниках і масло в двигунах-редукторах,
§ роботу всіх механізмів короткочасним вмиканням електродвигунів,
§ відповідність встановлення перетворювачів температури.
Проводять обкатку і наладку розпилювача, змащують всі частини, які працюють з тертям (яке потрібно якомога зменшити).
Встановлюють захисні огородження, проводять нагрівання парових калориферів до робочих параметрів.
Після цих операцій змащують установку, при цьому проводять кінцеві налагодження автоматики в ручному режимі і в автоматичному режимі, перевіряють дію пожежетушіння.
Установку обкатують на протязі декількох годин.
4. Експлуатація розпилювальної сушильної установки ВРА-4
Перед пуском установки обслуговуючий персонал повинен під'єднати розпилювач сушилки до електромережі вмикання головного запобіжника.
Перемикач на пульті керування необхідно перемкнути в положення «пуск», перевіривши хід масляного контуру розпилювача відповідно пункту, описаному в інструкції по обслуговуванню розпилювача.
За 10-20 хвилин до запуску сушили в дію, необхідно повільно відкрити привід пара до підігрівача повітря і нагріти підігрівач.
Якщо ж інтервал часу не буде витриманий за якихось умов, тобто пристрої сушили будуть пущені пізніше, рекомендується увімкнути на пульті керування охолоджуючий вентилятор для відведення тепла від розпилювача агрегата.
Потім обслуговуючий персонал повинен переключити трьохходовим краном водоспуск вирівнювального танка на всмоктування шестерним насосом концентрата і закрити трубопровід краном.
Одну третину об'єму танка наповнити водою з температурою 30-400С. Далі необхідно відкрити ручний і автоматичний клапани. Пристрої сушки вмикають в наступному порядку:
1) охолоджуючий вентилятор,
2) нагнітаючий вентилятор,
3) всмоктуючий вентилятор,
4) змащення розпилювача,
5) розпилювач,
6) транспортний вентилятор,
7) турнікети.
Обслуговуючий персонал повинен перевірити число обертів розпилювального агрегата, яке повинно бути в межах 12000-12200хв-1, температуру повітря, яке надходить в башту сушки, величина якої повинна бути 180-1950С і температура повітря, що виходить з сушильної башти.
Башта сушки, трубопроводи і циклонні відділювачі повинні підігріватися до тих пір, поки температура повітря на виході з сушки сягатиме 100-1100С. При досягненні повітря, що виходить, цих температур слід включити шестеренчастий насос подачі згущеного молока. Потім знову перевірити температуру повітря, число обертів розпилювача, яке повинно бути не менше 12000хв-1.
Після цих перевірок необхідно перекрити подачу води з танка, одночасно відкрити подачу молока з танка №2.
Далі регулюють подачу молока в сушку. Під час сушки необхідно контролювати число обертів розпилювача. Переключити ручне регулювання на автоматичне. При досягненні автоматичного регулювання постійної температури вихідного повітря тим самим і необхідного концентрата, обслуговуючий персонал повинен увімкнути кнопкою турнікетний затвір бункера молочного порошку.
Потім необхідно контролювати якість сухого молока при наповненні мішків.
Догляд за пристроями сушки під час її роботи.
Після пуску сушки необхідно випустити воду, що залишилась у вирівнювальному танку, закрити танк і приготувати його для заповнення молоком з випарної установки.
Під час роботи сушки необхідно слідкувати за слідуючими робочими параметрами:
1) за температурою повітря, що входить в башту сушки, температура 180-1900С,
2) за температурою повітря, що виходить 85-950С,
3) за числом обертів диска розпилювача 12000хв-1,
4) за вакуумним манометром, що показує тиск в башті.
Обслуговуючий персонал бункера з сухим молоком проводить контроль готового продукту.
Далі необхідно контролювати дію вібраційного підживлювача і безперервну подачу згущеного молока.
При правильному встановленні коливання, вібратор не видає трясучий звук. Коливання регулюється обертовим регулятором, який знаходиться на пульт керування.
Зупинка сушильної установки.
Перед закінченням роботи сушильної установки необхідно напустити у вирівнювальний танк 100л води температурою 30-500С.
Переключити автоматичне регулювання на ручне керування. Випустити молоко з танка і підвести воду до всмоктуючи насосів.
Трубопровід молока і розподілювач розпилювача необхідно попередньо промити теплою водою. Після промивки необхідно закрити подачу пара до калорифера і включити наступні пристрої сушки:
4. насос згущеного молока,
5. розпилювач,
6. всмоктувальний вентилятор,
7. змащення розпилювача.
Пристрої для збивання, пневматичне транспортування, турнікетні затвори і охолоджуючий вентилятор необхідно залишити в експлуатації на 10-15хв. Потім вимкнути на пульті управління всі невимкнені пристрої.
Перелік використаної літератури
1) Анурьєв В.И. Справочник конструктора машиностроителя в 3-х т. Т1-М: Машиностроение,-1979-728с.
2) Бутников И.Д. Техника безопастности в молочной промышленности - М: Пищевая промышленность, - 1965-200с.
3) Бородин В.А. Дитяткин Ю.Ф. и др.. Распыливание жидкости-М: Машиностроение,- 1967-262с.
4) Гяльперин Д.М. Оборудование молочних предприятий: монтаж, наладка, ремонт-М: Агропромиздат,-1990-351с.
5) Григоров В.П., Моргун А.К. Справ очник по единой системе конструктор ской документации-Х: Прапор,-1988-255с.
6) Долин А.С. Справ очник по вентиляции, кондиционировании и теплоснабжению предприятий пищевой промышленности.
7) Дитнерский Ю.И. Основные процессы и аппараты химической технологи-М: Химия-1983-272с.
8) Техническая документация на разпылительную сушильную установку ВРА-4
9) Федоров Н.Е. Аналитические расчеты сушильных установок-М: Пищевая промышленность,-1967-304с.
10) Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин-Х: высшая школа,-1987-136с.
11) Гулий І.С. Обладнання підприємств переробної та харчової промисловості,-2001-172с.
12) Періодична преса Харчова та переробна промисловість, 1/2008 р
13) Золотин Ю.П. и др.. Оборудование предприятий молочной промышленности, 1985.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Технологическая схема установки сушки молока. Формирование состава и свойств сухого цельного молока. Методика проектного расчета распылительной сушильной установки. Уравнение теплового баланса. Тепловая нагрузка калорифера и изоляционный расчёт.
курсовая работа [84,3 K], добавлен 22.01.2013- Технология и оборудование для производства и упаковки сухого молока производительностью 10000 кг/час
Ознакомление с основными требованиями к сырью для производства сухого молока. Перечень и описание основного и вспомогательного оборудования. Технологическая схема поточной линии; расчет пастеризационно-охладительной установки и затрат энергоресурсов.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 23.03.2014 Характеристика асортименту, основної та додаткової сировини, яка використовується при виробництві казеїну. Вибір способів виробництва, схема технологічних операцій, організація і методи мікробіологічного та санітарного контролю за технологічним процесом.
курсовая работа [391,6 K], добавлен 08.11.2010Загальна характеристика молока, його харчова, біологічна цінність та безпечність для споживання. Вимоги до якості молочної сировини. Технологія виробництва питного молока та її продуктовий розрахунок. Дослідження основних показників його складу і якості.
курсовая работа [391,9 K], добавлен 24.11.2014Технологічна схема виробництва вершків. Схема гомогенізації рідини. Технічні характеристики трубчастих пастеризаторів. Ємності для зберігання. Початкова і кінцева температури молока. Обладнання для розливання, дозування та пакування молочних продуктів.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 28.11.2014Технологический процесс переработки молока. Описание работы пастеризационно-охладительной установки для молока производительностью 10000 л/ч. Расчет распределения сопротивлений по секциям. Техника безопасности при эксплуатации пастеризатора-охладителя.
курсовая работа [114,1 K], добавлен 22.04.2010Тепловий розрахунок конвективної тунельної сушильної установки: параметри горіння палива; визначення тривалості сушіння, розміру установки. Графоаналітичний розрахунок статики реального процесу сушіння в сушильному тунелі. Вибір допоміжного устаткування.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 09.12.2010Схема производства молока пастеризованного. Очистка, нормализация, гомогенизация, пастеризация, розлив цельного молока. Техническая характеристика сепаратора и пастеризационно-охладительной установки. Контроль качества основного сырья и готового продукта.
курсовая работа [631,6 K], добавлен 26.07.2009Определение проектной мощности предприятия, объёма и ассортимента продукции. Схема технологических процессов маслозавода с цехом сухого обезжиренного молока. Продуктовый расчёт при производстве молока, кефира, масла, сметаны. Подбор и расчет оборудования.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 23.10.2011Оборудование для сгущения молока и молочных продуктов. Технология сушки обезжиренного молока. Расчет распылительной сушильной установки. Расход греющего пара в калорифере. Оборудование для проведения технологических операций, предшествующих сушке.
курсовая работа [40,1 K], добавлен 22.08.2012
