Введение
В настоящем курсовом проекте необходимо разработать многозонную конвейерную ленточную сушилку для сушки короткорезаных макаронных изделий.
Целью данного курсового проекта является закрепление полученных в результате изучения дисциплины знаний, закрепление навыков по осуществлению инженерных расчётов, пользованию ГОСТами, ТУ и прочими справочными материалами. Необходимо изучить конструкции аппаратов, которые применяются для сушки короткорезаных макаронных изделий.
В настоящее время такая отрасль, как производство пищевой продукции развивается бурными темпами. Это неудивительно, ведь производство продуктов питания является одним из наиболее надёжных объектов вложения капитала. Поэтому специалисты, имеющие навык проектирования оборудования пищевых производств остаются востребованными в полной мере.
Существует большое количество различных проектов пищевого оборудования, но зачастую новому производству необходим оригинальный проект. Это связано с большим количеством нюансов, которые возникают при открытии и отладке производства. Каждое предприятие в своём роде уникально. Различный ассортимент производимой продукции, различные объёмы выпуска, разные финансовые границы проекта – всё это часто заставляет разрабатывать новый проект.
Но и в том случае, если в процессе своей работы инженер не столкнётся с проблемой разработки нового оборудования, полученные в ходе разработки данного курсового проекта, не будут лишними. Они не менее необходимы и при эксплуатации уже существующего оборудования. Чтобы грамотно обеспечивать технологический процесс, инженеру необходимо знать физические принципы, на которых основана его работа.
Настоящий курсовой проект является необходимым этапом в процессе подготовки квалифицированного специалиста.
Аппаратурно-технологическая схема производства
Технология производства короткорезаных макаронных изделий включает следующие процессы: подготовку сырья к производству, замес теста, формирование и разделку сырых изделий, сушку, стабилизацию и упаковку готовых изделий.
Муку доставляют автомуковозами и с помощью гибкого шланга соединяют с приёмным щитком. По материалопроводу с помощью сжатого воздуха от компрессора автомуковоза мука подаётся в силосы бестарного хранения, снабжённые тензометрическими взвешивающими устройствами. С помощью шнековых дозаторов из различных силосов можно смешивать муку в нужных пропорциях шнеком. После контрольного просеивания в центробежном просеивателе мука с помощью роторного питателя и воздуходувки подаётся в виде аэрозоля в циклон, а из него в тестомесильное отделение – тестосмеситель. В циклоне мука освобождается от транспортирующего воздуха. В тестосмеситель дозатором подаётся эмульсия из расходного бака, который оборудован терморегулирующей рубашкой. Эмульсию готовят в смесителе, откуда она насосом перекачивается в расходный бак. Вода поступает в смеситель через терморегулятор.
Тестосмеситель имеет три отдельные камеры, через которые последовательно проходит приготавливаемое тесто. В последней камере тесто вакуумируют с помощью насоса. Затем тесто поступает в пресс. Сформованные сырые макаронные изделия при выходе из пресса обдуваются воздухом для предотвращения слипания. Специальное устройство режет изделия, и они насыпью поступают в сушилку, где поддерживается определённый тепловой режим.
После сушки изделия выдерживают в накопителях-стабилизаторах, где они остывают до температуры окружающего воздуха и происходит выравнивание влагосодержания готовых изделий.
Готовые изделия подаются в упаковочный автомат, снабжённый весовым устройством. Фасовка может производиться в коробки из мягкого картона, целлофановые или полиэтиленовые пакеты. После упаковки и маркировки готовая продукция отправляется на склад.
Описание устройства и принципа работы сушилки
Многозонная конвейерная ленточная сушилка для сушки короткорезаных макаронных изделий состоит из следующих основных частей: загрузочного наклонного транспортёра, опирающегося на корпус сушилки, пяти ленточных транспортеров, системы вентиляции воздуха, регулирующих шиберов, трёх валов со щётками, ворошителей с приводом, ведущих барабанов, поворотных наклонных козырьков, двух приводных станций, пяти паровых калориферов, натяжных роликов, пульта управления и угловых термометров.
Корпус сушилки сборный металлический, выполнен из профильного и листового проката и снаружи облицован металлическими щитами и дверями, заполненными теплоизоляцией. Для наблюдения за процессом сушки продукта, отбора проб, очистки сетки и ремонта сушилки по боковым сторонам сушилки установлены быстросъёмные щиты, с торцовых сторон – двери.
Внутри сушилки один под другим расположены пять пар барабанов, на которые натянута сетчатая проволочная лента из нержавеющей стали. Каждая пара барабанов смещена друг относительно друга по длине, что позволяет пересыпаться продукту с ленты на ленту по наклонным козырькам. Один из барабанов в каждой паре является ведущим, на валу его установлена звёздочка или блок звёздочек. Другой барабан служит для натяжения ленты. Каждая ось барабана крепится на двух самоустанавливающихся шарикоподшипниках.
От первой приводной станции приводятся в движение второй, четвёртый и наклонный ленточные транспортёры. Вращение ведущих барабанов второго и четвёртого транспортёров осуществляется от электродвигателя мощностью 1,5кВт и частотой вращения 1000 об/мин через клиноремённую передачу, цепной вариатор ВЦ-22-101-03, цепную передачу (шаг цепи 15,875мм), червячный редуктор РД-154.36-32 и систему цепных передач.
Наклонный транспортёр приводится в движение посредством цепной передачи от звёздочки ведущего барабана второй ленты. По мере вытягивания цепей их натяжение производится с помощью натяжных роликов.
От электродвигателя первой приводной станции через клиноременную передачу, червячный редуктор РЧЦ-80А-20 и цепную передачу осуществляется вращение двух валов со щетками, установленными над первой и третьей транспортёрными лентами. Вращающиеся щётки предназначены для выравнивания слоя продукта на лентах.
Вторая приводная станция имеет аналогичное устройство, от неё осуществляется привод первого, третьего и пятого (снизу) ведущих барабанов транспортёрных лент, а также вращение одного вала со щётками, расположенного в конце второй ленты.
Цепной вариатор скоростей обеспечивает бесступенчатую регулировку скорости движения ленточных транспортёров (м/с): первый – 0,00355; второй – 0,00315; третий – 0,000308; четвёртый – 0,00236; пятый – 0,00208; наклонный – 0,00373.
На верхнем перекрытии корпуса сушилки установлен отдельный привод для ворошителей. Ворошители расположены над тремя верхними транспортёрными лентами. Вращение ворошителей осуществляется от электродвигателя мощностью 0,6кВт с частотой вращения 1350 об/мин через червячный редуктор РЧЦ-80А-20 и цепную передачу.
Для очистки поверхности барабанов от налипшего продукта на всех пяти натяжных барабанах установлены скребки. В местах ссыпки продукта с верхней ленты на нижнюю установлены поворотные направляющие козырьки.
Для удаления влажного воздуха камера сушилки оборудована вентиляционной системой, которая представляет собой две вытяжные камеры, изготовленные из листовой стали толщиной 1,5мм и установленные над верхней лентой сушилки. В каждой вытяжной камере находится по одному осевому вентилятору 06-320 №7, которые приводятся в действие от электродвигателя мощностью 2,2кВт и частотой вращения 1500об/мин через клиноременную передачу. Внутри вытяжных камер перед осевыми вентиляторами установлены поворотные шиберы, с помощью которых можно изменять количество проходящего отработанного воздуха.
Сушилка обогревается паровыми ребристыми калориферами, расположенными между ведущей и ведомой ветвями сетчатых лент всех пяти транспортёров. Источником тепла обогрева калориферов является влажный насыщенный пар, который поступает от паросиловой установки под давлением 0,3-0,8МПа по трубопроводу через регулирующий клапан, затем впускной коллектор, а от него через впускные вентили к каждому ярусу калориферов. Контроль за давлением пара, поступающего в сушилку, осуществляется манометром ОБМ-160, установленном на впускном коллекторе.
Необходимый температурный режим воздуха в сушильной камере можно изменять и регулировать вручную и автоматически. Ручная регулировка теплового режима в каждом ярусе сушилки осуществляется в процессе её пуска или в связи с переводом на новый ассортимент. После достижения установившегося теплового режима в каждом ярусе производится переход на автоматическое регулирование теплового режима. Эта регулировка осуществляется в зависимости от количества пара, поступающего в калориферы, с помощью регулирующего клапана с исполнительным механизмом ПР-1, электронного потенциометра КВП1-503 и датчика температуры ТХК-8, установленного внутри камеры.
Визуальный контроль параметров воздуха над каждой лентой осуществляется с помощью угловых термометров. Над верхней лентой установлен психрометр.
Технологический процесс сушки короткорезаных макаронных изделий осуществляется в такой последовательности: сырой подготовленный продукт при помощи наклонного транспортёра поступает на верхнюю ленту сушилки, где довольно быстро перемещается над калориферами верхнего яруса. При этом испаряется более трети влаги, подлежащей удалению при сушке. Далее продукт пересыпается на вторую ленту, которая несколько медленнее перемещается над калориферами второго яруса. Просушка продолжается здесь также довольно интенсивно, удаляется ещё одна треть влаги. Затем изделия поступают на третью ленту, которая ещё медленнее перемещается над калориферами третьего яруса, на этой ленте удаляется около 20% влаги. На четвёртой ленте скорость движения ещё меньше, где продукт высушивается до требуемой влажности готового продукта. На пятой ленте продукт охлаждается и может быть удалено незначительное количество влаги из продукта. Продукт затвердевает до товарного состояния и далее направляется в накопитель-стабилизатор.
Сушильный воздух проходит через сушилку снизу вверх, подогревается в калориферах каждой зоны сушки и охлаждается после прохождения через слой продукта в каждой зоне. Удаляемая из продукта влага выводится с отработавшим воздухом в атмосферу посредством вытяжных вентиляторов.
С увеличением производительности сушилки с 5 до 10 т/сутки возрастает и скорость движения ленточных транспортёров (м/с): первый – 0,0073; второй – 0,0063; третий – 0,00061; четвёртый – 0,00473; пятый – 0,0041; наклонный – 0,00746.
Сушилки собираются из однотипных секций, в каждой из которых по одному осевому вентилятору. С увеличением производительности количество секций увеличивается.
Расчётная часть
Исходные данные
Gk=10 т/сут (417 кг/ч)
Наименование продукта – вермишель.
Расход воздуха на сушку
Тепловой баланс для одной зоны сушки
Потери теплоты для каждой зоны сушки
Поправка на действительный процесс сушки
Расход греющего пара
Расчёт калорифера
Общее число труб
В каждой зоне
Расчёт конструктивных размеров
Длина работающей части ленты
Скорость ленты для каждой зоны сушки
Ширина камеры
Вк=2+0,15=2,15м
Длина камеры
Lk=L+db+lc=6,61+0,25+0,4=7,26м
Высота камеры
Литература
1. Гинзбург А.С. Технология сушки пищевых продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1976
2. Гинзбург А.С. Расчёт и проектирование сушильных установок. – М.: Агропромиздат, 1985
3. Гинзбург А.С. и др. Теплофизические характеристики пищевых продуктов. – М.: Пищевая промышленность, 1980
4. Гришин М.А. и др. Справочник. Установки для сушки пищевых продуктов. – М.: Агропромиздат, 1985
5. Кавецкий Г.Д. и др. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1991
6. Назаров Н.И. Технология макаронных изделий. – М.: Пищевая промышленность, 1978
7. Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1978
8. Чернов М.Е. и др. Справочник по макаронному производству. – М.: Пищевая промышленность, 1984