Определение производительности аппарата барабанного типа при охлаждении студнеобразующих материалов

Описание заводской технологии студенения на поверхности вращающегося барабана ряда материалов: агар-агара, желатина, мездрового клея, малярного клея, костного клея и фотоэмульсии. Рассмотрение основных стадий процесса формирования структуры геля желатина.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 02.01.2013
Размер файла 255,2 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/

"Определение производительности аппарата барабанного типа при охлаждении студнеобразующих материалов"

Кузнецов В.Г., Кузнецов Р.К.,

Аминова Г.А.

Ключевые слова: барабанный желатинизатор, производительность, студнеобразующие материалы, толщина слоя. Получено решение задачи для определения теоретической толщины слоя студнеобразующего материала, находящегося на поверхности барабана. Ряд таких материалов, как агар-агар, желатин, мездровый клей, малярный клей, костный клей, фотоэмульсии, различного вида желе в некоторых заводских технологиях проходят стадию студенения на поверхности вращающегося барабана. Очевидно, что чем толще слой раствора студнеобразующего материала, тем дольше он будет студениться, значит, тем медленнее должен вращаться барабан. Обычно толщину слоя подбирают эмпирически. Задача состоит в том, чтобы определить теоретическую толщину материала и соответственно теоретическую производительность барабанного аппарата. Рассмотрим эту задачу на примере студенения желатинового раствора. Процесс студенения желатинового раствора на барабанном желатинизаторе относится к процессам, связанным с изменением агрегатного состояния вещества. Охлаждение 16 - 18%-ного желатинового раствора происходит за счёт подачи во внутрь вращающегося барабана рассола с температурой ( -5 ) -(10 )С. Раствор должен застудениться не более, чем за один оборот барабана. По достижении необходимой кондиции образующийся гель желатина должен легко отделяться от поверхности барабана и подаваться на резку (рис.).

Рис.-Барабанный желатинизатор: 1-зона студенения, 2-зона желатинового раствора

Время достижения такого состояния геля желатина включает в себя две составляющие: собственно процесс студенения, происходящий с изменением агрегатного состояния и соответственно с выделением тепла, и процесс формирования структуры геля, требующий некоторой выдержки при температуре студенения.

Первая стадия обуславливается теплопроводностью а от охлаждающей поверхности к раствору.

Считаем, что конвективные токи отсутствуют, фазовые превращения и изменение физических величин: теплопроводности , теплоёмкости с, плотности происходит практически мгновенно. На поверхности барабана температура Тподдерживается постоянной. Образование геля желатина происходит при температуре Т. Для охлаждения необходимо учесть удельную теплоту желатинизации Q.

Тогда дифференциальные уравнения могут быть записаны как

для раствора желатина (т.е. x < ), (1)

для геля желатина (т.е. x >) (2)

Начальные условия T= const =T (3)

Граничные условия

При х =0 и t0 T= T (4)

При х = и t0 T= T (5)

При х = и t> 0 T=T=T= const (6)

Уравнение теплового баланса с учётом удельной теплоты желатинизации может быть представлено в виде

(7)

Или

(8)

Здесь Q соответствует количеству теплоты желатинизации раствора.

Задача (1)- (8) является задачей Стефана (задачей о фазовом переходе). В постановке рассматриваемой задачи функция -свободная граница, которая не задана и подлежит определению вместе с функциями T(xt) .

Решением дифференциальных уравнений (1) - (2) является интеграл вероятности Гаусса

Ф(x)= ,

T=C+DФ (х) (9) T (10)

Частные решения (9)- (10) принимают вид

T= (11)

(12)

Для уравнения (9)- (11) дают

, (13)

Так как D и D константы, то и интегралы ошибок Гаусса должны быть постоянными величинами. Анализ уравнения показывает, что это возможно при

Введя коэффициент пропорциональности q , получим

(14)

и скорость продвижения границы студенения раствора тогда будет равна

(15)

Определим из (13) постоянные D и D .

; (16) , ; (17)

Используя граничные условия (7) и (15), получим:

, (18)

где b=.

Левая часть уравнения представляет собой прямую, проходящую через начало координат, правая- трансцедентную кривую. Эти кривые пересекаются в одной точке, т. е. уравнение (18) имеет одно решение, значение которого обозначим через q . Если принять линейный характер изменения температуры в геле желатина и к началу студенения раствора температура его равна Т, получим приближённое решение

, (19)

которому при начальном условии для соответствует выражение

(20)

студенение технология гель желатин

Если =0,6ккал/м час С, =1120 кг/м3, Q =30,2 ккал/кг , Т =20С; Т =-5С; =0,003 м, по формуле (20) получим значение времени студенения желатинового раствора =0,0108 ч или 38,9 сек.

Вторая стадия процесса формирования структуры геля желатина происходит во времени, величину которого следует определить.

Для этого используем один из методов определения адгезии по ГОСТ 15140-78 - метод отслаивания, оцениваемый по четырёхбалльной шкале. За критерий отслаивания геля желатина принимаем чистую поверхность, оцениваемую по первому баллу принимаемой шкалы. Эксперименты проводились на плоском образце с отбортовкой, залитой гелем желатина и полностью соответствующим режимам охлаждения барабанного желатинизатора.

Для 20%-ного раствора желатина =12 сек, для 16%-ного раствора =16 сек, 12%- =24 сек.

Минимальное время нахождения геля желатина на барабане

(21)

Например, для 20%-ного желатинового раствора =38,9+12=51 сек при толщине слоя 3 мм.

Теоретическая производительность аппарата барабанного типа определится из зависимости:

Q=рD·H·д·с· n · (1-б/360), кг/час, (22),

где D- диаметр барабана, м; Н-ширина барабана, м; д- теоретическая толщина слоя, определяется по формуле (20), м; с- плотность раствора, кг/м3; n- число оборотов барабана, час.

б -угол в град., между входом раствора на барабан и его выходом, 5-150.

Сравним расчётные данные с техническими параметрами барабанного желатинизатора фирмы Weiss, Германия, параметры которого следующие:

производительность Q =500 кг/час

диаметр барабана D = 1600 мм

ширина барабана H =700 мм

число оборотов n= 60 об/ час

Вычислим производительность желатинизатора за один оборот

Q

При теоретической толщине слоя = 0,003 м расход составит Q= 0,003 · 0,7· 1,6 · 1120 = 11,8 кг/об. Принимаем угол б=150, тогда Q=11,8·(1-б /360) = 11,8·0, 959= 11, 5 кг/об. Следовательно, производительность барабана имеет резерв для увеличения толщины слоя на 35% , то есть до =0,004 м.

Литература

1.Гребер Г. Основы учения о теплообмене./Г. Гребер,С. Эрк ,У Григуль. -М.:Изд-во иностранной литературы,1958.-566с.

2.Бронштейн И.Н. Справочник по математике./ И.Н.Бронштейн, К.А. Семендяев . -М.: Гостехиздат,1948.-556с.

3.Джафаров А.Ф. Производство желатина./А.Ф.Джафаров.-М.: Агропромиздат,1990.-287с.

4.Вирник Д.И.Технология клея и желатина./Д.И.Вирник, А.П. Власов, Д.З.Таланцев, З.В.Хохлова . -М.: Пищепромиздат,1963.-480с.

5.Карташов Э.М. Аналитические методы в теории теплопроводности твёрдых тел./Э.М. Карташов. - М.: Высшая школа,1985.-480 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Характеристика сырья, области применения и физико-химические свойства агара. Описание агрегатно-технологической линии производства агара из дальневосточной анфельции. Теоретические основы процесса выпаривания. Расчет однокорпусной выпарной установки.

    реферат [81,4 K], добавлен 26.09.2011

  • Проектирование системы управления сушильной камерой установки по производству клея с учетом промышленных и эксплуатационных особенностей. Разработка математической модели. Технические характеристики стрелочных мостовых весов, мешалки, сита вибрационного.

    курсовая работа [1,8 M], добавлен 07.07.2013

  • Расчет нормы расхода пиломатериалов и клея на изготовление 1 м3 клееных заготовок. Определение размеров заготовок, коэффициента технологических отходов и коэффициента полезного выхода. Первичная и вторичная механическая обработка пиломатериала.

    контрольная работа [29,9 K], добавлен 13.07.2015

  • Характеристика продукции и исходных материалов для нее: фанеры, шпона, клея. Расчет их количества. Параметры условий режимов склеивания. Требование при сборке пакетов. Расчет производительности пресса, сборочных работ, обоснование выбора оборудования.

    курсовая работа [67,3 K], добавлен 18.02.2013

  • Подбор материалов и инструментов для изготовления флюгера. Выпиливание деталей по шаблонам и сборка изделия с использованием клея. Виды столярных работ. Особенности работы на сверлильном станке. Экономический расчет и экологическое обоснование проекта.

    творческая работа [2,3 M], добавлен 28.11.2014

  • Разработка технологического процесса производства изделия. Раскрой плит на заготовки изделия. Расчет количества материалов, количества отходов, нормы расхода клея, инженерно-технических ресурсов. Обеспечение безопасности и экологичности производства.

    дипломная работа [644,0 K], добавлен 27.01.2011

  • История возникновения и развития, марки, применяемые виды и особенности процесса производства гофрокартона. Его преимущества по сравнению с другими упаковочными материалами. Характеристики картона и клея, а также технология производства гофротары.

    курсовая работа [73,5 K], добавлен 13.05.2011

  • Клееная деревянная конструкция как целостная совокупность деревянных деталей с определенным взаиморасположением Виды клеев и методы склейки, их функциональные особенности и условия использования. Приготовление казеинового и фенолформальдегидного клея.

    реферат [404,2 K], добавлен 13.04.2014

  • Классификация и устройство стиральных машин барабанного типа. Причины неисправностей стиральных машин, особенности их ремонта. Оборудование, применяемое при ремонте стиральных машин. Конструктивные и режимные параметры стиральных машин барабанного типа.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 23.01.2011

  • Технологические требования к фанерной продукции. Расчет количества древесного сырья и клея потребных для производства заданного количества фанеры. Применение лущеного шпона для изготовления большинства видов фанеры. Параметры режимов склеивания древесины.

    курсовая работа [137,4 K], добавлен 15.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.