Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Аннотация

Введение

1. Состояние вопроса, патентный поиск

2. Описание технологической линии

3.Описание конструкции и принципа действия устройства

4. Техническое описание и расчеты

5. Требования охраны труда

Заключение

Список использованных источников



Аннотация

В данном проекте рассматривается линия производства питьевых сливок. Произведен технологический расчет и подбор оборудования для линии производства сливок производительностью 8 т/смену. Произведены необходимые расчеты трехплунжерного гомогенизатора. Выполнены чертежи: технологическая схема производства сливок (А1), гомогенизатор - вид общий (А1), гомогенизатор - технологическая схема (А2).

Объем графической части - 2,5 листа формата А1, размер пояснительной записки - 25 страниц.

Введение

Гомогенизацией называется механический процесс разделения частиц вещества на части с очень малыми размерами (100-200 мкм и меньше) частиц с целью предотвращения быстрого расслоения продукции и повышения ее усвояемости. Тонкое измельчение находит широкое применение в консервной отрасли при производстве соков с мякотью, детских консервов; мясо-молочной - при производстве мясных продуктов для детского питания, большой гаммы цельномолочных продуктов, паст, пудингов, майонеза; медицинской и фармацевтической отраслях при производстве медпрепаратов и различных косметических и парфюмерных средств потребления.

Во всех случаях тонкое измельчение достигается путём гомогенизации, т.е. пропусканием продукта с большой скоростью порядка 150-300 м/с через узкие щели (капилляры) в насосах высокого или среднего давления-гомогенизаторах клапанного типа, центробежных, ультразвуковых.

В результате воздействия на продукт различных гидродинамических факторов происходит дробление твердых частиц продуктов и их интенсивная механическая обработка. После гомогенизации количество диспергированных частиц увеличивается примерно в 200…500 раз, а их суммарная поверхность - в 6…8 раз. Гомогенизация не только изменяет дисперсность белковых компонентов продукта, но и влияет на физико-химические свойства продукта (плотность, вязкость, однородность состава и др.). гомогенизатор конструкция клапанный

Основными рабочими органами гомогенизирующей головки являются седло и клапан, от конструкции которых в известной мере 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 высоким давлением (15…30 МПа).

Сила Р, прилагаемая при подаче продукта, поднимает клапан, и между ним и седлом образуется узкий канал высотой h, через который протекает жидкость. Клапан остается над седлом в плавающем состоянии, и вследствие изменения гидродинамических условий (давления, вибрации) высота канала постоянно меняется.

Сила, с которой клапан прижимается к седлу, создается часто пружиной, в некоторых конструкциях - маслом под давлением и может регулироваться. Ее величина определяется давлением, с которым осуществляется подача продукта. Тонкость измельчения (гомогенизация) зависит от давления, конструкции гомогенизирующего органа, равномерности подачи, состояния и предварительной обработки продукта.

1 Состояние вопроса, патентный поиск

В гомогенизаторах измельчение происходит в результате течения продукта под большим давлением через узкие кольцевые щели.

Схемы конструкций гомогенизирующих головок, используемых в различных типах гомогенизаторов, приведены на рис. 1.

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

В качестве гомогенизирующего органа (рис. 1, а) используется обыкновенный клапан 1, который прижат к седлу 2 с определенной силой.

Сила Р, прилагаемая при подаче продукта, поднимает клапан и между ним и седлом образуется узкий канал высотой h, через который протекает жидкость. Клапан остается над седлом в плавающем состоянии, и вследствие изменения гидродинамических условий (давления, вибрации) высота канала постоянно меняется.

Рисунок 1 - Конструкции гомогенизирующих головок

а - головка с обыкновенным клапаном; б - клапан с отражательными стенками; в - клапан с наклонными и концентричными нарезами в горизонтальной плоскости; г - клапан с наклонными и концентричными нарезами в наклонной плоскости; д - сферический клапан; е - резьбовой клапан с продольной прорезью

Сила, с которой клапан прижимается к седлу, создается часто пружиной, в некоторых конструкциях -- маслом под давлением и может регулироваться. Ее величина определяется давлением, с которым осуществляется подача продукта. Тонкость, измельчения (гомогенизация) зависит от давления, конструкции гомогенизирующего органа, равномерности подачи, состояния' и предварительной обработки продукта.

Существуют различные конструкции гомогенизирующих органов. В исполнении, изображенном на рис 1, б, клапан огражден отражательными стенками. Считается, что при этом увеличивается время истечения с высокой скоростью и улучшается гомогенизация.

Ту же цель преследуют наклонные и концентричные нарезы, в плоском (рис. 1, в) и конусном (рис. 1,г) клапанах.

Сферический клапан (рис. 1,д) используется двукратно,

рабочими элементами в нем являются две выпуклые поверхности. Исполнение, изображенное на рис. 1,е, аналогично изображенному на рис., 4б, с той разницей, что рабочие поверхности в этом случае обработаны твердым сплавом с высокой износоустойчивостью.

Гомогенизатор ОГБ-М. Это горизонтальный трехплунжерный насос высокого давления с гомогенизирующей головкой (рис. 8). Он состоит из станины 1, внутри которой в масляной ванне помещен кривошипно-шатунный механизм. На нижней площадке станины укреплен блок цилиндров 2 с гомогенизирующей головкой 3.

Кривошипно-шатунный механизм состоит из стального коленчатого вала 5, трех шатунов 10 и трех ползунов 11. Шатуны с разъемной головкой (бугелем) с чугунными вкладышами 7 охватывают шейки коленчатого вала. В неразъемные головки шатунов запрессованы металло-керамические втулки 5, в которые вставлены пальцы ползунов.

1 - станина: 2 - блок цилиндров: 3 - гомогенизирующая головка; 4 - смывное устройство; 5 - втулки; 6 - маслоуказатель; 7 - вкладыш; 8 - коленчатый рал; 9- кривошип; 10 - шатун; 11 - ползун

Рисунок 2 - Гомогенизатор ОГБ-М

Для охлаждения и очистки плунжеров предусмотрено смывное устройство 4. Количество масла в ванне кривошипно-шатунного механизма определяется маслоуказателем 6.

В блоке цилиндров, изготовленном из нержавеющей стали, размещены три всасывающих клапана, три нагнетательных клапана и три плунжера. Уплотнение плунжеров обеспечивается сальниковой набивкой. На верхней полости блока цилиндров установлена гомогенизирующая головка и манометрическая головка с манометром.

Гомогенизирующая головка состоит из корпуса, седла клапана, гомогенизирующего клапана и кольца распылителя. Давление в гомогенизирующей головке в зависимости от жирности поступающего на переработку сырья регулируют нажимным винтом, сжимающим пружину.

Гомогенизируемый продукт всасывается через патрубок во всасывающую полость. Плунжером проталкивается через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку, где поток продукта поднимает гомогенизирующий клапан 6, прижимаемый к седлу пружиной.

В нерабочем положении клапан пружиной плотно прижат к седлу, а в рабочем, когда нагнетается гомогенизируемая жидкость, клапан находится в приподнятом состоянии. При этом между клапаном и седлом образуется щель высотой не более 0,1 мм.

Скорость движения продукта через щель 150-200 м/сек. R зоне клапана жидкость подвергается сильному механическому воздействию, в результате чего дробятся жировые шарики.

Гомогенизатор К5-ОГА-10 (рис. 3) предназначен для дробления и равномерного распределения жировых шариков в молоке и жидких молочных продуктах, а также в смесях для мороженого.

Рисунок 3 - Гомогенизатор К5-ОГА-10

Он представляет собой пятиплунжерный насос высокого давления с гомогенизирующей головкой. Он состоит из станины 1 с приводом, кривошипно-шатунного механизма 5 с системами смазки и охлаждения, плунжерного блока 14 с гомогенизирующей 13 и манометрической 12 головками и предохранительным клапаном. Внутри плунжерного блока 14 имеется плунжер 15, соединенный с ползуном 11. Привод гомогенизатора осуществляется от электродвигателя 17 через ведущий 20 и ведомый 21 шкивы и клиноременную передачу. Внутри станины 1 шарнирно закреплена плита 18, положение которой регулируется винтами 2. Станина установлена на шести варьируемых по высоте опорах 19.

Кривошипно-шатунный механизм 5 состоит из литого чугунного корпуса, коленчатого вала 7, установленного на двух роликоподшипниках, шатунов 8 с крышками 6 и вкладышами 9, ползунов 11, шарнирно соединенных с шатунами 8 при помощи пальцев 10, стаканов и уплотнений. Внутренняя полость корпуса кривошипно-шатунного механизма является масляной ванной. В задней стенке корпуса смонтированы указатель уровня масла 4 и сливная пробка 3. В корпусе, представляющем собой резервуар с наклонным дном, размещены кривошипно-шатунный механизм 5, система охлаждения, масляный сетчатый фильтр и маслонасос 22.

Гомогенизатор имеет принудительную систему смазки наиболее нагруженных трущихся пар, которая применяется в сочетании с разбрызгиванием масла внутри корпуса. Охлаждение масла проводится водопроводной водой посредством змеевика 16 охлаждающего устройства, уложенного на дне корпуса, а плунжеры охлаждаются водопроводной водой, попадающей на них через отверстия в трубе. В системе охлаждения установлено реле протока, предназначенное для контроля за протеканием воды.

Регулированием давления пружины на клапан достигается оптимальный режим гомогенизации для различных продуктов.

Гомогенизатор А1-ОГ2-С (рисунок 4) предназначен для механической обработки вязких молочных продуктов типа сливочных, плавленых и пластических сыров для придания однородности продукту с целью улучшения его качества.

Гомогенизатор представляет собой горизонтально расположенный трехплунжерный насос высокого давления с гомогенизирующим устройством 8.

Привод насоса осуществляется от электродвигателя 4 с помощью клиноременной передачи, ведомого 15 и ведущего 16 шкивов. Гомогенизатор состоит из следующих основных узлов: кривошипно-шатунного механизма 1, привода, плунжерного блока 9, гомогенизирующего устройства 8, предохранительного клапана 7, бункера, кожуха, станины 13.

Кривошипно-шатунный механизм 1 включает литой чугунный корпус, коленчатый вал 14, установленный на двух роликоподшипниках, шатуны 12 с крышками 2 и вкладышами, ползуны 10, шарнирно соединенные с шатунами 12 пальцами 11, стаканы и уплотнение. Внутренняя полость корпуса кривошипно-шатунного механизма является масляной ванной.

В задней стенке корпуса установлены указатель уровня масла и сливная пробка. Смазка трущихся деталей проводится разбрызгиванием масла. Корпус кривошипно-шатунного механизма закрыт крышкой, в которой имеется горловина с фильтрующей сеткой для залива масла. Привод гомогенизатора осуществляется от электродвигателя 4, который установлен на качающейся подмоторной плите 3, укрепленной на корпусе кривошипно-шатунного механизма 1. Натяжение клиновых ремней обеспечивается с помощью натяжных винтов 5.

Кривошипно-шатунный механизм крепится при помощи шпилек к станине 13, которая представляет собой сварную конструкцию, облицованную листовой сталью. На станине имеется съемная крышка 17, предназначенная для ограждения вращающихся и перемещающихся механизмов. В нижней части станины 13 установлена клеммная коробка 18.

Станина устанавливается на четырех регулируемых по высоте опорах 19. К корпусу кривошипно-шатунного механизма при помощи двух шпилек крепится плунжерный блок 9, который предназначен для всасывания продукта из бункера и нагнетания его под высоким давлением в гомогенизирующее устройство 8. Плунжерный блок 9 состоит из блока, плунжеров 6, полых цилиндрических стаканов с отверстиями в стенках. Всасывающие клапаны и уплотнения отсутствуют, в рабочие камеры плунжерного блока продукт непосредственно из бункера засасывается через полые цилиндрические стаканы.

Рисунок 4 - Гомогенизатор А1-ОГ2-С

Уплотнение плунжеров, учитывая малую текучесть расплавленной сырной массы, достигается путем точного изготовления с небольшими допусками сопряженных поверхностей плунжеров и отверстий стаканов.

К плунжерному блоку при помощи шпилек крепится гомогенизирующее устройство, предназначенное для осуществления гомогенизации продукта за счет прохода его с большой скоростью под высоким давлением через щель между клапаном и седлом.

Гомогенизирующее устройство 8 состоит из корпуса, прокладок, нагнетательных клапанов, седел клапанов, пружин, гомогенизирующего клапана с седлом, стакана, рукоятки.

Для контроля давления гомогенизации служит манометр, который крепится к торцу корпуса гомогенизирующего устройства. Сверху на гомогенизирующем устройстве расположен предохранительный клапан 7, предназначенный для ограничения повышения давления выше заданного. Он состоит из стакана, фланца, клапана, седла клапана, пружины, нажимного винта и колпака. Предохранительный клапан регулируется на рабочее давление гомогенизации с помощью винта.

Продукт, подлежащий гомогенизации, подается в бункер гомогенизатора, представляющий собой сварную емкость из нержавеющей стали.

При возвратно-поступательном перемещении плунжеров в рабочей полости плунжерного блока создается разрежение и продукт из бункера засасывается в рабочую полость, а затем плунжеры выталкивают продукт в гомогенизирующее устройство, где он под давлением 20 МПа с большой скоростью проходит через кольцевой зазор, образующийся между притертыми поверхностями гомогенизирующего клапана и его седлом. При этом продукт становится более однородным. Из гомогенизирующего устройства через патрубок он направляется по трубопроводу на дальнейшую обработку. На гомогенизаторе установлен амперметр, с помощью которого контролируются показания манометра.

Центробежный гомогенизатор (Пат. № 2086115 РФ, А01 J11/16) относится к устройствам для механической обработки жидких пищевых продуктов, в том числе к устройствам для гомогенизации молочных продуктов, соков, паст и т.п. На рис. 5 изображен общий вид центробежного гомогенизатора, поперечное сечение, на рис. 6 - вариант выполнения направляющих рис. 5; на рис. 7 - вариант обеспечения смещения отдельных частей статора.

Центробежный гомогенизатор содержит корпус 1, на котором расположены входной патрубок 2 и выходной патрубок 3. Внутри корпуса 1 расположен подвижный ротор 4 и неподвижный кольцевой статор 5, установленный с радиальным зазором относительно ротора. Ротор 4 содержит ступицу 6, закрепленную на валу 7, диск 8 и обод 9, на наружной поверхности которого выполнены зубья 10 параллельно образующей. Кольцо статора 5 по ширине выполнено составным из отдельных кольцевых секций. На внутренних поверхностях кольцевых секций выполнены зубья 11. На стыках отдельных секций статор имеет средства для изменения направления движения продукта в сторону ротора 4. Средства для изменения движения продукта выполнены в виде шайбы 12 с внутренним диаметром, меньшим диаметром впадин зубьев 11. Внутренняя поверхность шайбы 12 выполнена конической с диаметром, уменьшающимся по ходу движения продукта. Внутренняя поверхность шайбы 12 может быть выполнена цилиндрической (на чертеже не показана). По варианту изобретения отдельные секции статора 5 выполнены с одинаковым числом зубьев 11, а роль средства для изменения направления движения продукта выполняют зубья последующей секции 13 статора по ходу движения продукта, которые смещены относительно зубьев предыдущей секции 14 на угол, не превышающей половину шага зубьев 11. Каждый зуб имеет срез 15, выполненный на передней по ходу движения продукта кромке под острым углом к образующей. Напротив срезанных под углом зубьев статора срезаны зубья 10 ротора до диаметра, меньшего диаметра впадин 16 зубьев ротора.



Рисунок 5 - Центробежный гомогенизатор

По варианту изобретения все четные 17 и все нечетные 18 секции статора по ходу движения продукта объединены в группы, причем нечетные секции 18 статора неподвижно закреплены штифтами 19 на корпусе 1, а четные секции 17 закреплены штифтами 20 на обечайке 21, а обечайка 21 имеет возможность поворота относительно корпуса 1 при помощи механизма поворота 22, расположенного на корпусе 1. Ручка 23 служит для управления механизмом поворота. Центробежный гомогенизатор работает следующим образом. Обрабатываемый продукт под давлением подается через входной патрубок 2 во внутреннюю полость центробежного гомогенизатора и устремляется к щели, образованной статором 5 и ротором 4. Ротор, вращаясь, диском 8 и обводом 9 сообщает потоку дополнительный прирост давления на входе в зазор между статором 5 и ротором 4. Продукт по щели между зубьями статора и ротора устремляется к входному патрубку 3. Часть продукта, проходящая через впадины 16 на роторе 4, отбрасывается на стенки зубьев 11 статора с большой скоростью и тормозится, в результате чего происходит интенсивный эффект диспергирования и гомогенизации продукта.

Рисунок 6 - Вариант выполнения направляющих

Поток устремляется по канавам между зубьями 11 статора 5 к выходному патрубку 3, а так как кольцо статора 5 по ширине выполнено составным из нескольких секций и имеет средства для изменения направления движения продукта в сторону ротора 4, то часть продукта попадает на стенки зубьев 10 ротора, где резко меняется скорость потока в сторону увеличения, а затем снова отбрасывается ротором на стенки зубьев 11 статора, и вновь тормозится и т.д.

В случае, когда роль средства для изменения направления движения продукта выполняет шайба 12, то часть сечения у основания канавок зубьев 11 перекрывается, и часть продукта, проходящего по канавкам под прямым углом, резко отбрасывается на ротор 4 или плавно - если внутренняя поверхность шайбы 12 выполнена конической. Причем изменение внутреннего диаметра шайбы 12 позволяет изменять количество отклоняемого продукта, а, следовательно, и величину степени гомогенизации.

В случае, когда зубья 11 последующей секции 13 статора смещены относительно зубьев предыдущей секции 14, то часть сечения у стенки зубьев 11 перекрывается, и часть продукта, проходящая по канавкам между зубьями 11 под прямым углом, резко отклоняется на ротор 4 или плавно - если на передней кромке 15 последующей секции срезаны зубья 11 под острым углом. Смещение по углу зубьев 11 двух смежных секций статора 5 позволяет изменить степень гомогенизации в широких пределах.

В случае, когда напротив срезанных под углом зубьев 11 зубья 10 ротора 4 срезаны до диаметра впадин 16, поток обрабатываемого продукта дополнительно расширяется и тормозится.

Рисунок 7 - Вариант обеспечения смещения отдельных частей статора

В случае, когда четные 17 и нечетные 18 секции статора 5 по ходу движения продукта объединены в отдельные группы, при повороте подвижной группы, закрепленной на обечайке 21, относительно неподвижной, закрепленной на корпусе 1, происходит одновременное смещение зубьев 11 каждой последующей секции 13 относительно предыдущей 14 вращением ручки 23 механизма поворота 22. При этом достигается наибольшая степень гомогенизации за счет многоступенчатости разгонов и остановок обрабатываемого продукта, а также возможности плавной регулировки степени гомогенизации в зависимости от перерабатываемого продукта и необходимой величины степени гомогенизации. По сравнению с прототипом изобретение позволяет увеличить степень гомогенизации обрабатываемого продукта и расширяет возможность регулирования величины степени гомогенизации.

Центробежный гомогенизатор отличается тем, что кольцо статора по ширине выполнено составным из отдельных секций и имеет средства для изменения направления движения продукта; отличается тем, что каждое средство для изменения движения продукта выполнено в виде шайбы с внутренним диаметром, меньшим диаметра впадин зубьев; отличается тем, что внутренняя поверхность шайбы выполнена конической с диаметром, уменьшающимся по ходу движения продукта; отличается тем, что секции статора выполнены с одинаковым числом зубьев и размещены так, что зубья смежных секций смещены по ходу движения продукта на угол, не превышающий половину шага зубьев.

2. Описание технологической линии

Выпускают сливки пастеризованные, стерилизованные, взбитые, а также сливочные напитки.

Пастеризованные сливки выпускают с массовой долей жира 10, 20 и 35 %.

Для пастеризации сливок используется следующий режим: температура 85-87 °С, выдержка 15-30 с.

Для предупреждения отстаивания жира сливки гомогенизируются при давлении 5-10 МПа и температуре 55-60 °С. После охлаждения, сливок до 3-6 °С их разливают в бутылки и полимерную тару. Продолжительность хранения сливок не более 24 ч при температуре 3-6 °С.

Стерилизованные сливки получают из сливок, массовая доля жира в которых составляет 10 % и кислотность - не выше 18 °Т. Для придания более высокой термостойкости сливкам в них вводят соли-стабилизаторы (лимоннокислый трехзамещенный или фосфорнокислый двухзамещенный натрий) в количестве 0,01-ОД %. Доза солей определяется по результатам алкогольной пробы.

Технологический процесс производства стерилизованных сливок осуществляется двух- или одноступенчатым способом.

При двухступенчатом способе сливки гомогенизируются при давлении 11-17 МПа, стерилизуются при температуре 135 °С с выдержкой 20 с. После розлива в узкогорлые бутылки и укупорки кронен-коркой стерилизацию проводят в гидростатическом стерилизаторе или в автоклаве. Режим стерилизации в гидростатическом стерилизаторе: температура 110 °С с выдержкой 18 мин. В случае использования автоклава бутылки со сливками, нагреваемые в течение 15 мин до 117 °С, стерилизуются при этой температуре в течение 25 мин и охлаждаются в течение 35 мин до 20- 25 °С. Перед стерилизацией в автоклаве сливки пастеризуются при 90-95 °С, гомогенизируются при давлении 11 - 17 МПа, охлаждаются до 65-70 °С и разливаются в бутылки.

Готовые сливки должны иметь жирность не менее 10 %, кислотность не более 19 °Т. Продолжительность хранения стерилизованных сливок при 15-20 °С не более 30 дней.

Технология производства взбитых сливок включает следующие операции: введение вкусовых наполнителей, пастеризацию и гомогенизацию, охлаждение, созревание и взбивание. Взбитые сливки фасуются в стеклянные банки или полимерную тару массой по 100 г.

Выпускаются взбитые сливки с ванилином, шоколадом и плодово-ягодными сиропами. Массовая доля жира в них составляет не менее 27,5 %.

Сливочные напитки вырабатываются с сахаром, какао и кофе. Для производства используют сливки, массовая доля жира в которых не более 20 %.

Пастеризация осуществляется при температуре 85-87 °С, гомогенизация- при давлении 9,8-11 МПа. Сливочные напитки фасуются в бутылки и пакеты.

Готовые напитки должны иметь массовую долю жира не менее 10 %, сахара - 7-10, какао - 2,5 или экстрактивных веществ кофе -2 %. Кислотность должна быть не более 20 °Т. Продолжительность хранения сливочных напитков не более 12 ч при температуре 8 °С.

3. Описание конструкции и принципа действия клапанного гомогенизатора

Гомогенизатор А1-ОГМ (рис. 2), предназначенный для получения тонкоизмельченного однородного продукта, состоит из электродвигателя 1, станины 2, кривошипно-шатунного механизма 3 с системами смазки 7 и охлаждения, плунжерного блока 4 с гомогенизирующей 6 и манометрической 5 головками и предохранительным клапаном.

Принцип работы гомогенизатора заключается в нагнетании продукта через узкую щель между седлом и клапаном гомогенизирующей головки. Давление продукта перед клапаном 20…25 МПа, после клапана - близко к атмосферному. При таком резком перепаде давления наряду со значительным увеличением скорости продукт измельчается.

Гомогенизатор представляет собой трехплунжерный насос. Каждый из трех плунжеров, совершая возвратно-поступательное движение, всасывает жидкость из приемного канала, закрытого всасывающим клапаном, и нагнетает ее через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку под давлением 20…25 МПа.



Рисунок 8 - Гомогенизатор А1-ОГМ

Гомогенизирующая головка является наиболее важной и специфической частью гомогенизатора. Она представляет собой стальной корпус, в котором находится цилиндрический центрируемый клапан. Под давлением жидкости клапан поднимается, образуя кольцевую щель, через которую жидкость проходит с большой скоростью и затем выводится через штуцер из гомогенизатора.

Регулированием давления пружины на клапан достигается оптимальный режим гомогенизации для различных продуктов.

Внутри станины шарнирно закреплена плита, положение которой регулируется винтами. На плите установлен электродвигатель 1, приводящий в движение кривошипно-шатунный механизм 3 через клиноременную передачу. В корпусе 2, представляющем собой резервуар с наклонным дном, размещены кривошипно-шатунный механизм 3, система охлаждения и масляный сетчатый фильтр. Система охлаждения предназначена для подвода холодной воды к плунжерам. Она включает в себя змеевик, уложенный на дне корпуса 2, перфорированную трубку над плунжерами и патрубки для подвода и отвода воды. Система смазки служит для подачи масла к шейкам коленчатого вала для уменьшения трения.

4. Технические описания и расчеты гомогенизатора

Исходные данные:

паспортная производительность, л/ч - 5000;

рабочее давление, МПа - 20;

мощность электродвигателя, кВт - 37;

частота вращения, мин^-1 - 980;

частота вращения коленчатого вала, мин^-1 - 350;

количество плунжеров, шт - 3;

ход плунжера, мм - 60.

Конструктивный расчет

Из формулы производительности [,c. 67]

Определим требуемый диаметр плунжера:

где П - производительность плунжерного гомогенизатора, м³/ч;

S, z - ход плунжеров, м;

n - частота вращения коленчатого вала, мин^-1

- объемный КПД (при работе на молоке =0,8)

- плотность молока

Для маловязких жидкостей диаметр проходного сечения седла определяется по формуле



где П - производительность гомогенизатора, м³/с;

Р, - соответственно давление гомогенизации и всасывания, МПа;

- отношение массы перекачиваемого продукта к массе воды (для молока =1,03).

Определим средний диаметр жировых шариков в диапазоне изменения давления от 2 до 20 МПа определяется по формуле:

Силовой расчет гомогенизатора

Мощность, необходимую для работы гомогенизатора, определяют по формуле [ ,с 68]

, кВт,

где П - объемная производительность, м³/с;

Р - давление гомогенизации;

- механический КПД гомогенизатора .

Расчетное значение соответствует паспортному значению мощности электродвигателя гомогенизатора.

Кинематический расчет

Определим общее значение КПД привода гомогенизатора, равное произведению КПД отдельных частей привода:

где - значение КПД клиноременной передачи;

- значение КПД пары подшипников качения;

=0,75

Определим общее передаточное отношение привода гомогенизатора:

где - общее передаточное отношение клиноременной передачи.

Определим приемлемую частоту вращения и угловую скорость электродвигателя гомогенизатора:

По таблице [, табл. 1] выбираем стандартный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель 4А225М6У3 мощностью 37 кВт с частотой вращения 1000 .

Синхронная частота вращения:

,

где - коэффициент скольжения

Примем (т. е. 2 %)

Действительное общее передаточное отношение привода:

Определим мощности, угловые скорости и крутящие моменты на валах привода.

Вал № 1:

;

;

Вал № II:

;

Расчет клиноременной передачи

Исходя из значения крутящего момента на первом валу, подбираем сечения ремня Г [, рис. 8.21].

Найдем диаметр меньшего шкива:

Так как диаметр шкива для ремней сечением Г не должен быть менее 280 мм, принимаем по ГОСТ 1284 - 68.

Диаметр большего шкива

где - коэффициент упругого скольжения.

Принимаем по таблице [, табл. 8.13] ближайшее стандартное значение диаметра шкива =1000 мм.

Уточняем угловую скорость ведомого (второго) вала, с^-1

Скорость ремня, м/с:

Межосевое расстояние:

,

где - геометрический параметр ремня

Примем стандартное значение расчетных длин

Расчетная длина ремня:

Ближайшее значение по стандарту 4000 мм.

Коэффициент режима работы, учитывающий условие эксплуатации передачи

Коэффициент, учитывающий влияние длины ремня,

Коэффициент, учитывающий влияние угла охвата =0,99.

Коэффициент, учитывающий количество ремней в передаче

Число ремней в передаче:

где - мощность, передаваемая одним ремнем.

Принимаем число ремней z=5 [ ].

Тепловой расчет

Определим увеличение температуры гомогенизируемого продукта за счет частичного превращения механической энергии в тепловую по формуле:

[ ]

где P - давление гомогенизации, Па;

- соответственно теплоемкость и плотность гомогенизируемого продукта;



5. Требования охраны труда

Электродвигатели, гомогенизаторы и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены; необходимо систематически проверять состояние заземляющих устройств.

Во время эксплуатации у приводов должны быть защитные кожухи.

Запрещается проводить ремонт, смазку, чистку и мойку на ходу машины.

Исправность предохранительного клапана и его регулирование на максимально допустимое рабочее давление надо обязательно проверять каждый раз перед работой.

Рабочее давление в нагнетательной камере регулируют штурвалом гомогенизирующей головки. Оно не должно превышать паспортного значения.

У пусковой кнопки электродвигателя привода гомогенизатора обязательно должна быть вывешена табличка с надписью «Перед включением электродвигателя пусти воду на охлаждение плунжеров».

Останавливать машины необходимо только после разжатия до отказа пружины гомогенизирующей головки. При несоблюдении этого требования диафрагмы манометров выходят из строя.

После работы блок цилиндра промывают на ходу машины, пропуская через него сначала теплую, потом горячую воду до тех пор, пока вода не будет выходить чистой. Затем разбирают гомогенизирующую часть и хорошо промывают в горячей воде, сушат и собирают блок.

Заключение

Гомогенизация является важной составляющей технологического процесса производства молочных продуктов. После гомогенизации количество диспергированных частиц увеличивается примерно в 200…500 раз, а их суммарная поверхность - в 6…8 раз. Гомогенизация не только изменяет дисперсность белковых компонентов продукта, но и влияет на физико-химические свойства продукта (плотность, вязкость, однородность состава и др.).

В данном проекте рассматривалась линия производства питьевых сливок. Произведен технологический расчет и подбор оборудования для линии производства сливок производительностью 8 т/смену. Произведены необходимые расчеты трехплунжерного гомогенизатора. Выполнены чертежи: технологическая схема производства сливок (А1), гомогенизатор - вид общий (А1), гомогенизатор - технологическая схема (А2).

Список использованных источников

1. А.Д. Грищенко «Сливочное масло» -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. -296 с.

2. Г.Д. Твердохлеб, З.Х. Диланян, А.В. Чекулаева, Г.Г. Шиллер «Технология молока и молочных продуктов». -М.: Агропромиздат, 1991. -463 с.

3. И.М. Чиркин и др. «Расчет деталей машин». -Минск: Высш. Школа, 1978. -372 с.

4. В.Д. Сурков, Н.Н. Липатов, Ю.П. Золотин «Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности», -М.: Легкая промышленность, 1985. -432 с.

5. П.Ф. Диценко, Н.С. Коваленко и др. «Технология молока и молочных продуктов». -М.: Пищевая промышленность, 1974. -483 с.

6. Краснов Б.В. «Эксплуатация, ремонт и наладка технологического оборудования молочной промышленности». -М.: Легкая промышленность, 1981.

Размещено на Allbest.ru