Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство Образования и Наук Российской федерации

Курганский государственный университет

Кафедра теоретической механики и сопротивления материалов

КУРСОВАЯ РАБОТА

Дисциплина: Процессы и аппараты пищевых производств

Тема: Технологическое проектирование хлебозавода

Студент группы ТС 4646

Семенихин А.С.

Руководитель Тютрин С.Г.

Курган 2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ ДИСКОВАЯ СУШИЛКА ТИПА СРЦ
• 2. ДРОЖЖИ
• 3. РАСЧЕТ СУШИЛКИ
• 3.1 Материальный баланс сушилки
• 3.2 Расход воздуха
• 3.3 Тепловой баланс сушилки
• 3.4 Расчет основных параметров распылительной сушилки
• 3.5 Расход топлива на нагрев пара
• 4. РАСЧЕТ И ВЫБОР КАЛОРИФЕРА
• 5. ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА
• 6. ПОДБОР ЦИКЛОНА
• 7. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
• ВВЕДЕНИЕ
• Целью данной курсовой работы является расчет и конструирование распылительной дисковой сушилки типа СРЦ для получения сухих дрожжей.
• Необходимо по известным данным определить конструктивные размеры сушилки, напряжение единицы объема сушильной башни при принятых размерах, время сушки, расход воздуха, удельный расход пара . Подбор вентилятора, калорифера, циклона. Определить расход условного топлива, количество природного газа, необходимого для получения пара и испарения влаги в сушилке. Предложить материал и способ теплоизоляции сушильной камеры.
• 1. РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛКА
• Сушка - процесс удаления влаги из продукта, связанный с затратами теплоты на фазовое превращение воды в пар. Распылительные сушилки предназначены для сушки растворов и суспензий. Сушилки обеспечивают интенсивное удаление влаги при кратковременном пребывании вещества в зоне теплового воздействия и поэтому применяются для сушки термочувствительных продуктов (биологических, пищевых, органических и др.).
• Качество продукта, получаемого при распылительной сушке, высокое (свойства продукта полностью сохраняется). Продукт, получающийся в распылительных сушилках, как правило, порошкообразный, не требует дополнительного измельчения, хорошо растворяется на последующих стадиях переработки и при потреблении.
• Распылительная сушилка представляет собой цилиндрическую камеру, в верхней части которой установлены распылительные устройства в виде центробежно-распылительного механизма или форсунок(пневматических или механических). Подвод теплоносителя(горячих дымовых газов или воздуха)-специальным газоподводящим устройством. Нижняя часть сушильной камеры имеет коническое или плоское днище. При выгрузке продукта самотеком используется днище с углом конуса 60°. При выгрузке специальными гребками днище имеет наклон 2-15° к горизонтали. По способу распыления исходного материала сушилки подразделяются на два типа: с центробежным распылом (типа СРЦ) и с форсуночным распылом (типа СРФ).
• Центробежные распылительные сушилки (типа СРЦ) имеют специальные центробежно-распылительные механизмы, диски которых вращаются с большой скоростью. Конструкции распылительных дисков различна в зависимости от свойств продукта и условий сушки. Наиболее распространены сопловые (дюзовые) диски с цилиндрическими рабочими каналами и лопасные, у которых каналы имеют плоскую (или очень малой кривизны) рабочую поверхность. В целях повышения износостойкости рабочих элементов дисков применяют защитные элементы из специальных материалов.
• 2. ДРОЖЖИ
• Дрожжи -- ценный диетический продукт в виде хлебопекарных и пивных дрожжей. Назначение дрожжей в кулинарии в первую очередь связано с хлебопечением, а также с их свойством вызывать брожение при приготовлении большого количества напитков (пиво, квас и т. п.).
• Дрожжи относятся к классу грибков и являются одноклеточными микроорганизмами. Дрожжи получили распространение в пивоварении и изготовлении других напитков благодаря своей способности превращать сахар в алкоголь. Ранее пивные дрожжи делили на дрожжи верхового брожения и низового брожения. Сегодня принята несколько другая классификация.
• Дрожжи верхового брожения (использовались для производства эля) отличаются тем, что всплывают на поверхность, создавая значительную пену. Они дают пиву большое количество эфирных масел.
• Дрожжи низового брожения размножаются более медленно, чем элевые, а после оседают на дне, за что и получили свое название.
• Также есть еще один вид брожения - так называемое спонтанное. Это когда пиво просто выставляется открытым, и брожение происходит в нем за счет природных бактерий. Такое пиво раньше было распространено в Бельгии.
• На пиво влияет множество факторов и компонентов его приготовления. Очень важны для пива солод, хмель, вода. Немаловажную роль играют и дрожжи. При брожении дрожжей образуются различные продукты - важный компонент - алкоголь, кроме того это углекислый газ и другие, такие как ацетальдегид, эфиры, фенолы и другие побочные продукты, которые также влияют на вкус и запах пива. Они могут портить его вкус, но могут и улучшать, в зависимости от технологии приготовления пива.
• В кулинарии большей частью используются дрожжи промышленного производства, так как дома получить их достаточно сложно, а в продаже они всегда бывают. Продаются дрожжи прессованные, пивные жидкие и сухие.
• Это питательный продукт, содержащий белки, жиры, углеводы, минеральные соли (калий, фосфор, магний) и биологически активные микроэлементы, витамины В1, В2, РР, фолиевую и параминобензойную кислоты.
• Так что, приготавливая продукты на дрожжах, мы одновременно обогащаем их полезными веществами. Дрожжи можно употреблять как общеукрепляющее средство в непосредственном виде с водой.
• Дрожжи -- портящийся продукт, поэтому их высушивают и хранят в холщовых мешочках или в морозильной камере.

3. РАСЧЕТ СУШИЛКИ

3.1 Материальный баланс сушилки

Масса поступающей на сушку суспензии:

где -начальная влажность продукта;

- влажность высушенного продукта;

- количество испаренной влаги,

Масса сухого вещества:

где - количество испаренной влаги,

3.2 Расход воздуха

С помощью диаграммы Рамзина определим значение влагосодержания и удельную энтальпию сухого воздуха для заданных температур сушильного агента:

- влагосодержание воздуха до сушки продукта;

- влагосодержание воздуха после сушки продукта;

- энтальпия воздуха после калорифера;

- энтальпия влажного воздуха до сушки продукта.

Расход воздуха необходимый для работы сушилки:

Расход воздуха на 1 кг испаренной влаги:

3.3 Тепловой баланс сушилки

Расход теплоты на нагрев воздуха в калорифере:

Теплота подводимая с суспензией:

где - плотность воды,

с - теплоемкость воды,

t - температура суспензии.

Расход теплоты на испарение 1кг влаги:

- энтальпия пара при ;

- теплоемкость воды

КПД по Левину:

5 Теплота уносимая воздухом:

где - теплоемкость влажного воздуха

- температура воздуха на выходе из сушилки;

- температура воздуха на входе в сушилку;

при

где - теплоемкость сухого воздуха ; При

Теплота сухих дрожжей при заданной влажности:

где - теплоемкость сухих дрожжей ;

- конечная влажность высушенного продукта, %.

Потери в окружающую среду:

3.4 Расчет основных параметров распылительной сушилки (по методике изложенной в [1])

Расчет габаритных размеров и остальных параметров сушилки.

Диаметр сушильной камеры при данных производительности по начальной суспензии и окружной скорости будет равен:

Средний диаметр частиц продукта:

где -угловая скорость вращения диска, ;

-поверхностное натяжение продукта, ;

-радиус диска, ;

-плотность продукта,

Объемный коэффициент теплоотдачи, показывающий количество тепла, передаваемого от горячего теплоносителя к холодному за единицу времени при температурном напоре равном 1 градус Цельсия, равен:

где -средняя теплопроводность сушильного агента, ;

-объемная производительность сушилки по исходному раствору приходящаяся на 1 сечения сушилки

G-массовый расход высушиваемой суспензии, ; -площадь поперечного сечения сушильной камеры, ; -средняя скорость сушильного агента и осаждения сухих частиц, ;

Объем сушильной камеры:



где r -скрытая теплота испарения,

-количество испаренной влаги,

с- удельная теплоемкость суспензии,

-количество подаваемой суспензии, ;

-температурный напор;

Высота сушильной камеры:

Напряжение единицы объема сушильной камеры:



Продолжительность сушки (по формуле Г.К. Филоненко и П.Д. Лебедева):

где Q-расход тепла в сушилке,

-удельный вес суспензии,

-температурный напор;

- коэффициент теплоотдачи от сушильного агента к высушиваемому жидкому продукту:

где -часовой объем камеры:

-предполагаемое время нахождения частицы в камере, сек;

- часовая поверхность частиц в конце сушки:



3.5 Расход топлива на нагрев пара

Расход топлива на нагрев воздуха

где - высшая теплотворная способность топлива, ;

- кпд топки;

Удельный расход тепла:

4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ПАРОВОГО КАЛОРИФЕРА

Используем методику, изложенную в.[2].

Расход греющего пара на нагревание 1 кг сухого воздуха

где Q₁ - расход тепла на 1 кг сухого воздуха;

з_кал =0,9 - КПД калорифера;

- температура конденсации ?C;

i₁ - энтальпия греющего пара

(

где - энтальпия сухого насыщенного пара;

- средняя теплоемкость перегретого пара;

- температура поступающего в калорифер пара.

Общий часовой расход пара в калорифере:

где L - часовой расход воздуха в сушилке

Поверхность нагрева калорифера:



где - коэффициент теплопередачи (с.178 );

- конечная температура пара;

По поверхности нагрева подбираем калорифер КСи4-12-02ХЛЗА с четырьмя рядами теплопередающих трубок.

5. ПОДБОР ВЕНТИЛЯТОРА

Вентилятор подбираем по производительности

Чтобы узнать требуемую производительность в необходимо имеющуюся производительность разделить на плотность воздуха:

Берем вентилятор ВЦП-8

6. ПОДБОР ЦИКЛОНА

Циклон выбираем по часовому расходу воздуха в сушильной камере ЦН-15-900х6УП (СП).

Производительность - 34300

Площадь сечения цилиндрической части - 3,81

7. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Для теплоизоляции выбираем материал пенофол М, имеющий коэффициент теплопроводности .

Принимаем температуру наружной поверхности стенки t_нар=50?С, температуру окружающей среды t_о.с.=18?С.

Тогда толщина слоя теплоизоляции:

сушилка тепловой термоизоляция вентилятор

где б_в - коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности изоляции в окружающую среду:

Окончательно примем толщину слоя теплоизоляции равной 20 мм.

Пенофол - отражающая теплоизоляция - утеплитель нового поколения. Уникальные теплоизоляционные свойства при малой толщине.

Пенофол - высокоэффективная паро- и теплоизоляция на основе вспененного полиэтилена, покрытого алюминиевой фольгой. Пенофол - объединяет теплоизолирующие свойства "захваченных" воздушных пузырьков с высокой теплоотражающей способностью чистого алюминия (99,4%), являясь тем самым уникальным продуктом, который останавливает тепло на всех трех путях его распространения: теплопроводность, конвекция и излучение. Пенофол выпускается в рулонах, в ассортименте по толщинам, наличию перфорации и самоклеящегося слоя.

Пенофол M - Рельефный ППЭ, покрытый по плоской стороне алюминиевой фольгой толщиной 14 мкм.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данной курсовой работы был проведен расчет и распылительной дисковой сушилки типа СРЦ для получения сухих дрожжей.

Были определены: конструктивные размеры сушилки, напряжение единицы обьема сушильной башни при принятых размерах, время сушки, расход воздуха, удельный расход пара.

Подобрали: вентилятор, калорифер, циклон, материал, и способ теплоизоляции сушильной камеры.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Стахеев И.В. Пособие по курсовому проектированию процессов и аппаратов пищевых производств. - Минск: Вышейш. школа, 1987. - 288с.

2. Атаназевич В.И. Сушка пищевых продуктов: Справочное пособие. - М.: ДеЛи, 2000. - 296с.

3. Лыков М.В. Распылительные сушилки.-М., 1966.

Размещено на Allbest.ru