КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
«Характеристика технологического оборудования поточнойлинии производства сухого обезжиренного молока»
Реферат
Тема данной работы: «Характеристика технологическогооборудования поточной линии производства сухого обезжиренного молока».
Цель работы: описать и изучить предназначение, строение ипринцип действия оборудования, которое входит в технологическую линиюпроизводства сухого обезжиренного молока; ознакомиться с правилами эксплуатациии техникой безопасности, а также выполнить расчеты оборудования данной технологическойлинии и необходимые чертежи.
Объем курсовой работы:
Чертежи – 2
Разделов – 7
Дополнений – 5
Работа состоит из следующих разделов:
1. Введение
2. Описание технологической схемыпроизводства
3. Сравнительная характеристикатехнологического оборудования
4. Инженерные расчеты
5. Правила эксплуатации
6. Список использованной литературы
Дополнения
Содержание
1. Введение
2. Описание технологической схемыпроизводства
3. Сравнительная характеристикатехнологического оборудования
4. Инженерные расчеты
5. Правила эксплуатации
Списокиспользованной литературы
Дополнения
1. Введение
Вновых экономических условиях предприятия по переработке сырья животногопроисхождения и торговые предприятия находятся в стадии становления исовершенствования технологических процессов, что негативно отражается накачестве молочных продуктов питания.
Поэтомуважным условием при производстве сухих молочных продуктов является качествосырья, соблюдение технологии их производства и условий хранения, использованиенадежной тары.
Консервированиесушкой широко применяют в молочной промышленности: сушат цельное и обезжиренноемолоко, пахту, молочную сыворотку, смеси цельного молока с обезжиренныммолоком, пахтой или сливками, без добавок или с добавками. Ассортимент сухих молочныхпродуктов довольно обширный: коровье цельное сухое молоко 20%-ной и 25%-нойжирности, сухое молоко «Домашнее», сухие сливки, сухие высокожирные сливки,сухие молочные продукты, сухие молочные продукты повышенной растворимости(сухое молоко «Смоленское», сухое быстрорастворимое молоко), сухиемногокомпонентные смеси (сухие смеси для мороженого, для пудинга). Эти продуктыполучают методом распылительной сушки.
Молокосухое цельное — сухой молочный продукт с массовой долей жира не менее 20%;изготовляемый из цельного или нормализованною молока.
Молоко сухое обезжиренное — сухой молочный продукт смассовой долей жира не более 1,5 %, изготовляемый из обезжиренного молока.
При производстве всех видов сухих молочных продуктовудаление свободной воды осуществляется в две ступени — сгущением и сушкойпредварительно сгущенного продукта. Сгущение выпариванием осуществляется дотакой общей массовой доли сухих веществ, при которой массовая доля ККФК в водене превышает 18…20% и продукт не утрачивает текучести (при температуревыпаривания).
Сгущенные смеси высушивают до конечной влажности,устанавливаемой в зависимости от формы связи воды с составными частями сухоговещества. Конечная влажность сухого молочного продукта, представляющая собойсвязанную воду, составляет не более 15% массовой доли белка в нем. На этомосновано нормирование массовой доли влаги в сухих молочных продуктах, подостижении которой заканчивается процесс сушки. В конце сушки того или иногопродукта должно быть обеспечено равновесие между величиной заданной массовойдоли влаги в нем и относительной влажностью воздуха, окружающего его.
Сухое цельное молоко имеет следующий химический состав:СОМО — 70,9%, в том числе молочного сахара содержится 35…38, белка – 26…28,минеральных веществ — 5,8…6,2, жира — 26,1, влаги — 3, но не более 4 пригерметической упаковке и не более 7% при негерметической.
2. Описание технологической схемы
Сушка молока производится двумя методами: распылительным(воздушное) и пленочным (контактное).
При распылительном методе подготовленное нормализованноемолоко пастеризуют при 90°С, а затем сгущают в вакуум-выпарных аппаратах домассовой доли в нем сухого вещества 43…52%. После этого молоко подвергаютгомогенизации. Из гомогенизатора его при этой же температуре подают в форсункуили диск сушильной башни. Сухое молоко из башни шнеком подается на фасовку.
Сушилки бывают дисковые, в которых молоко поступает в диск,вращающийся с большой частотой, и форсуночные, где молоко в форсунки подаетсяротационным насосом под давлением. В сушильной башне молоко распыляется на мельчайшиекапельки (размером 20…100 мкм), навстречу которым снизу вверх движется горячий(140…170 °С) воздух из калорифера.
Частицы сухого молока, высушенные горячим воздухом, оседаютна дно сушильной башни. Температура молока в зоне сушки около 60°С, благодарячему не происходит коагуляции белка. Воздух из сушильной башни удаляется черезфильтры.
Сухое молоко из сушильной башни подаетсяпневмотрансформатором в бункер, где оно охлаждается до 15…20°С. В зависимости отрастворимости, органолептической оценки и других показателей сухое молокоподразделяют на высший и I сорт. Количество нерастворимого осадка в молокевысшего сорта, полученного при распылительной сушке, должно быть не более 0,2мл, I сорта -0,8 мл.
Фасуют сухое молоко в мелкие и крупные жестяные банки и др.При использовании сухого молока как полуфабриката его фасуют в бочки илибарабаны по 20-30 кг. Герметически упакованное молоко может храниться до 8месяцев при температуре 1…10°С и относительной влажности воздуха в хранилище неболее 85%, в негерметической упаковке — только 3 месяца.
При производстве сухого молока пленочным методом сушкаосуществляется на вальцовых (барабанных) сушилках.
Качество продукта, полученного этим методом, ниже, чем прираспылительном способе. Поэтому на вальцовых сушилках сушат только обезжиренноемолоко и пахту. Вальцовые сушилки представляют собой два барабана,расположенных один над другим на расстоянии 0,6…1 мм. Внутрь барабана поддавлением поступает пар, а на поверхность вращающихся барабанов подаетсясгущенное молоко.
Молоко, соприкасаясь с горячей поверхностью барабанов,высыхает. Пленку сухого молока снимают ножи, плотно прилегающие к поверхностивальцов, она поступает в желоб и шнеком подается к мельнице. В мельнице пленкуизмельчают в порошок. Сухое молоко, полученное на барабанных сушилках,используется в хлебопекарном и других производствах.
Сухие сливки без сахара получают так же, как и сухоемолоко. Массовая доля влаги в них не более 4% при герметическом упаковывании ине более 7% при негерметическом, жира не менее 42%.
Сухоебыстрорастворимое молоко получают на специальных установках, где частицы сухогомолока отсасываются из башни, попадают в циклоны. Здесь они освобождаются отвоздуха и с помощью специального устройства вновь подаются в распылительнуютурбину. В турбине частицы сухого молока смешиваются с каплями сгущенногомолока, образуя агломераты больших размеров, которые высушиваются ипревращаются в крупные быстрорастворяющиеся частицы сухого молока.
Производствосухого цельного молока происходит по следующей схеме. Сырое молоко, оцененноепо качеству, учтенное по массе, очищенное и охлажденное, направляется в емкостьдля составления нормализованной смеси путем прибавления к нему обезжиренногомолока или пахты (реже сливок).
Тепловая обработка нормализованных смесей передвыпариванием — в подогревателях (85…86оС), с завершением ее подогревомострым паром до 140оС, с последующим охлаждением в самоиспарителе. Нормализованнаясмесь, подвергнутая тепловой обработке, подсгущается в первых двух корпусахвакуум-выпарной установки и с массовой долей сухих веществ 46…50 %изкалоризатора третьего корпуса направляется на гомогенизацию при температуре 45…60°С в одноступенчатом аппарате и давлении 10…15 МПа, в двухступенчатом — Р1=11,5…12,5МПа и Р2=2,5…3,0 МПа. Гомогенизация обеспечивает уменьшениесвободного поверхностного жира в готовом продукте в 2…3 раза. В сушильнойкамере распылительной сушилки (одностадийная сушка) подсгущенная и гомогенизированнаянормализованная смесь высушивается воздухом (165…180 или 140…170оС,в зависимости от вида сушилки). Частицы продукта со дна камеры через вибролотокпопадают в систему пневмотранспорта. Мелкие частицы продукта выводятся изкамеры вместе с отработанным воздухом (65…85оС) в батарею циклонов,где из него выделяются частицы порошка размером более 10 мкм. Эффективностьциклонной очистки составляет 95,0…97,4%. Частицы продукта, накапливаемые вциклонах, направляются в общую пневмотранспортную линию, подающую готовый продуктв разгрузочный циклон. При подаче до разгрузочного циклона продукт охлаждаетсяна 10…15°С ниже температуры засасываемого из цеха воздуха. Из разгрузочногоциклона продукт подается в бункер-накопитель, откуда на фасование в потребительскую(пакеты с вкладышами из воздухе- и влагонепроницаемого материала) илитранспортную (бумажные мешки, бочки, фанерные-барабаны с вкладышами изполиэтилена) тару. Ангидридное состояние лактозы в продукте придает ему свойствовысокой гигроскопичности, поэтому при фасовании необходимо обеспечитьгерметичность укупоривания.
Формирование состава и свойств сухого цельного молокапроисходит в две ступени. На 1-й при сгущении массовая доля сухих веществ увеличиваетсяот 11,5 до 48…50% и на 2-й, в процессе сушки,-от 48…50 до 96%. На 1-й ступенипроисходит увеличение кислотности от 18…20 до 70…80оТ, вязкости от 2по 120мПа-с, плотности от 1028 до 1130…1140 кг/м3. При температуревыпаривания продукт текуч. В процессе сушки сгущенная нормализованная смесь переходитв сухое состояние, характеризующееся сыпучестью.
3. Сравнительная характеристика технологическогооборудования
Гомогенизаторы предназначены для дробления и равномерногораспределения жировых шариков в молоке и жидких молочных продуктах.Гомогенизаторы представляют собой многоплунжерные насосы высокого давления сгомогенизирующей головкой. Привод их осуществляется от электродвигателей спомощью клиноременной передачи.
Гомогенизация осуществляется путем прохода продукта подвысоким давлением с большой скоростью через гомогенизирующую головку (рис.1),представляющую собой две ступени – щели между притертыми клапаном и седлом,соединенные между собой каналом. Давление в гомогенизаторе регулируетсявращением винтов, изменяющих размер щели между клапаном и седлом. При этом напервой ступени устанавливают ѕ необходимого для конкретного продукта давлениягомогенизации, на второй – рабочее давление.
/>
Рисунок 1 – Гомогенизирующая головка: 1 –канал, 2 – пружина, 3 – стержень; 4 – клапан; 5 – седло; 6– регулировочный винт
Гомогенизаторы состоят из следующих основных узлов (рис. 2,3): кривошипно-шатунного механизма с системой смазки и охлаждения, плунжерногоблока с гомогенизирующей и манометрической головками и предохранительнымклапаном, станины с приводом. Привод гомогенизатора осуществляется отэлектродвигателя с помощью клиноременной передачи.
/> />
Рисунок 2 – Габаритный чертеж гомогенизатора марки А1-ОГМ:1 — станина; 2 — предохранительный клапан; 3 — манометрическая головка; 4 — плунжерный блок; 5 — манометр системы смазки; 6 — амперметр; 7 — гомогенизирующая головка
Кривошипно-шатунный механизм гомогенизатора предназначендля преобразования вращательного движения, передаваемого клиноременнойпередачей от электродвигателя, в возвратно-поступательное движение плунжеров,которые посредством манжетных уплотнений входят в рабочие камеры плунжерногоблока и, совершая всасывающие и нагнетательные ходы, создают в нем необходимоедавление гомогенизирующей жидкости.
Кривошипно-шатунный механизм состоит из корпуса;коленчатого вала, установленного на двух конических роликоподшипниках; крышекподшипников; шатунов с крышками и вкладышами; ползунов, шарнирно-соединенных сшатунами при помощи пальцев; стаканов; уплотнений; крышки корпуса и ведомогошкива, консольно закрепленного на конце коленчатого вала. Внутренняя полостькорпуса кривошипно-шатунного механизма является масляной ванной. В заднейстенке корпуса смонтированы маспоуказатель и сливная пробка.
/>
Рисунок 3 – Схема гомогенизатора: 1 –насос; 2 – кривошипно-шатунный механизм; 3 – всасывающий клапан; 4– нагнетательный клапан; 5 – гомогенизирующая головка; 6 – седло;7 – клапан; 8 – пружина; 9 – предохранительный клапан; 10– манометр; 11 – регулировочный винт
Гомогенизаторы марки А1-ОГМ-2,5 имеют принудительнуюсистему смазки наиболее нагруженных трущихся пар, которая применяется всочетании с разбрызгиванием масла внутри корпуса, что увеличивает теплоотдачу.Охлаждение масла у этих гомогенизаторов производится водопроводной водойпосредством змеевика, охлаждающего устройства, уложенного на дне корпуса, аплунжеры охлаждаются водопроводной водой, попадающей на них через отверстия втрубе. В системе охлаждения установлено реле протока, предназначенное дляконтроля за протеканием воды.
В состав принудительной системы смазки входят сетчатыйфильтр, маслонасос с индивидуальным приводом, распределительная коробка,предохранительный клапан и манометр для контроля давления в масляной системе.
К корпусу кривошипно-шатунного механизма при помощи двухшпилек крепится плунжерный блок, который предназначен для всасывания продуктаиз подающей магистрали и нагнетания его под высоким давлением вгомогенизирующую головку. Плунжерный блок включает в себя блок, плунжеры,манжетные уплотнения, нижние, верхние и передние крышки, гайки, всасывающие инагнетательные клапаны, седла клапанов, прокладки, втулки, пружины, фланец,штуцер и фильтр, который устанавливается во всасывающем канапе блока, Кторцовой плоскости плунжерного блока крепится гомогенизирующая головка,предназначенная для выполнения двухступенчатой гомогенизации продукта за счетпрохода его под высоким давлением через щель между клапаном и седлом клапана вкаждой ступени.
Гомогенизирующая головка представляет собой двеодноступенчатые головки аналогичной конструкции, соединенные вместе и связанныеканалом, позволяющим продукту переходить последовательно от первой ступени ковторой. Каждая из ступеней двухступенчатой гомогенизирующей головки состоит изкорпуса, клапана, седла клапана и нажимного устройства, включающего стакан,шток, пружину и нажимной винт с рукояткой.
Регулировка давления гомогенизации производится вращениемвинтов. При установлении режима гомогенизации продукта на первой ступениустанавливают 3/4 необходимого давления гомогенизации, а затем на второйступени вращением нажимного винта повышают давление до рабочего.
На верхней плоскости плунжерного блока крепитсяманометрическая головка, которая предназначена для осуществления контролядавления гомогенизации, т.е. давления на нагнетательном коллекторе плунжерногоблока. Манометрическая головка имеет дросселирующее устройство, дающеевозможность эффективно уменьшить амплитуду колебания стрелки манометра. Манометрическаяголовка состоит из корпуса, иглы, уплотнения, гайки, поджимающей уплотнение,шайбы и манометра с мембранным разделителем. К торцовой плоскости плунжерногоблока со стороны, противоположной креплению гомогенизирующей головки, крепитсяпредохранительный клапан, который предотвращает повышение давлениягомогенизации выше номинального.
Предохранительный клапан состоит из винта, контргайки,пяты, пружины, клапана и седла клапана. На максимальное давление гомогенизациипредохранительный клапан настраивается вращением нажимного винта, которыйпередает усилие нажатия на клапан посредством пружины.
Станина представляет собой сварную конструкцию изшвеллеров, обшитых листовой сталью. На верхней плоскости станиныустанавливается кривошипно-шатунный механизм. Внутри станины на двухкронштейнах шарнирно крепится плита, на которой устанавливаетсяэлектродвигатель. С другой стороны плита поддерживается винтами, регулирующиминатяжение клиновых ремней.
Станина гомогенизаторов марки А1-ОГМ-2,5 устанавливается начетырех регулируемых по высоте опорах. Боковые окна станины закрываютсясъемными крышками Верхняя часть станины закрыта кожухом, предназначенным дляограждения механизмов от повреждений и придания гомогенизатору необходимойэстетической формы.
Молоко или молочный продукт подается при помощи насоса вовсасывающий канал плунжерного блока. Из рабочей полости блока продукт поддавлением подается через нагнетательный канал в гомогенизирующую головку и сбольшой скоростью проходит через кольцевой зазор, образующийся между притертымиповерхностями гомогенизирующего клапана и его седла. При этом происходитдиспергирование жировой фазы продукта.
В дальнейшем продукт из гомогенизирующей головкинаправляется по трубопроводу на дальнейшую обработку или хранение.
Характеристика вакуум-выпарной установки.
Основными элементами вакуумно-выпарной установки являютсякалоризатор, пароотделитель, два подогревателя, конденсатор, эжекторы.
Калоризатор представляет собой теплообменный аппаратцилиндрической формы с двумя трубными решетками, в которые вальцованыкипятильные трубки и две циркуляционные трубы. Межтрубное пространствокалоризатора является паровой рубашкой. В которую через вентиль итермокомпрессор подается греющий пар.
Получаемый в процессе работы калоризатора конденсат потрубопроводу непрерывно отводится в подогреватель, затем в конденсатор.
Калоризатор состоит из корпуса, верхней и нижней крышки.
В процессе работы калоризатора молоко перемещается вкипятильных трубках снизу вверх, а в циркуляционных трубках сверху вниз. Вкалоризаторе также расположены патрубки подачи сырья на сгущение, краны длявзятия пробы и выпуска сгущенного продукта.
Пароотделитель служит для отделения вторичного пара отчастичек продукта. Представляет собой цилиндр с установленным на стойке зонтом-отражателем.Трубопровод соединяет верхнюю часть калоризатора с пароотделителем, онподсоединен к пароотделителю под углом, в результате чего поступающий сюдажидкость и пар приобретают вращательное движение.
Жидкость под действием центробежной силы отбрасывается кстенке пароотделителя и по ней стекает вниз в кольцевое пространство впериферии дна. Отсюда готовый продукт откачивается насосом через кран или потрубе вновь подается в калоризатор на сгущение.
Подогреватель по конструкции аналогичны трубчатым пастеризаторам.Сгущаемый продукт движется по трубам, в межтрубное пространство подаетсявторичный пар или смесь его с острым паром. Если один подогреватель необеспечивает нагрева продукта до необходимой температуры. То устанавливаетнесколько последовательно соединенных аппаратов.
Конденсатор поверхностного типа выполнен в видецилиндрического корпуса с верхней и нижней съемными крышками. В корпусенаходятся трубки, концы которых развальцованы в верхней и нижней трубныхрешетках, м также патрубки для подачи вторичного пара из подогревателя илипароотделителя, отвода конденсата, подвода конденсата из калоризатора инагревателей, отвода воздуха к вакуум-насосу, для подвода и отвода охлажденнойводы./> />
Для создания вакуума в системе из котельной черезвентиль в пусковой эжектор подается пар, который работает только в начале дляускорения создания вакуума.
Рисунок 4 – Однокопусная вакуум-выпарная установка: 1 –трехходовой вентиль; 2 – приводной механизм насосов; 3, 4, 10 – вентили напаропроводах; 5, 11 – манометры; 6 – вентиль; 7 – вакуумметр; 8 – поверхностныйконденсатор; 9 – вентиль на водяной трубе; 12 – пробоотборник; 13, 14, 15 –краны; 16 – термометр; 17 – насос для откачивания конденсата; 18 – насос дляоткачивания сгущенного продукта; 19 – верхняя перегородка с окном; 20 –сферическое днище калоризатора; 21 – цирколяционная труба; 22 – соединительныйтрубопровод; 23 – трубопровод для конденсата; 24 – подпорная шайба; 25 – нижняяперегоролка; 26 – патрубок подачи сырья; 27 – зонт-отражатель; 28 – люк; 29 – смотровоеокно; 30 – осветитель; 31 – воздушный краник; 32 – термокопрессор; 33 –трубопровод; 34 – пусковой эжектор; 35, 36 – двухступенчатый эжектор.
Выпарная установка работает следующим образом. До началасгущения сырья в установку засасывается вода. Циркулируя в системе, онаополаскивает установку и позволяет проверить её герметичность.
Подачей пара на эжекторы в системе создают вакуум. Приразряжении около 80 кПа начинает засасываться сырье. На конденсатор подают холоднуюводу, и по мере заполнения трубок калоризатора на 2/3их высоты в паровуюрубашку подается пар.
В установившемся режиме молоко последовательно поступает впервый и торой подогреватель. В первом продукт нагревается вторичным паром до60-66ºС, во втором – острым паром до 70-75ºС. По мере образованияконденсата, его непрерывно откачивают насосом. Если установка работает попринципу непрерывного сгущения, то готовый продукт откачивается по мередостижения заданной концентрации.
Оборудование для сушки.
Это оборудование предназначено для получения сухих молочныхпродуктов. В зависимости от агрегатного состояния исходного продукта сушильныеустановки можно разделить на две основные группы: для сушки молока и жидкихмолочных продуктов и для сушки твердых молочных продуктов.
Установки для сушки жидких молочных продуктов. Поверхностнаясушильная установка
Сушильно-дробильный агрегат СДА—250 (рис.5) является сушилкойповерхностного типа и служит преимущественно для сушки обезжиренного молока.Агрегат имеет сушилку, транспортное устройство, дробильное устройство.
Сушилкапредставляет собой два полых вальца 9, закрытых из торцов крышками. Подшипникиодного из вальцов подвижные, и это обеспечивает регуляцию расстояния междувальцами в пределах 0,7…0,8 мм В верхней части установки размещен желоб сотверстиями, через которые продукт равномерно распределяется по поверхностибарабана.
Из внешних сторон валов находятся ножи для срезания продукта сваликов в дробильный агрегат. Позиция ножей регулируется винтами так, чтобыребро каждого ножа было параллельное вальцам. Сверху установки находитсявытяжной зонд.
/>
Рис.5 Сушильный агрегат СДА- 250: 1 — станина; 2,5 —воздухопроводы; 3 — электродвигатель вентилятора; 4 — электродвигатель вальцов;6 — приводной механизм; 7 — вытяжной зонд; 8 — механизм отвода пара; 9 —вальцы; 10 — патрубок для впускания пара; 11 — элеватор; 12 — электродвигательдробилки; 13 — дробилка;14—шнек;15 – отделитель конденсата; 16 – патрубок дляотвода конденсата.
При работе установки сгущенное молоко с помощью коллекторовраспределяется тонкой пленкой на поверхность вальцов. Пар давлением 0,3 + 0,5МПа поступает в вальцы и нагревает их к температуре 110 + 120 °С.
Между вальцами, что вращаются навстречу друг другу, образуетсяванна кипящей жидкости. При выходе из межвальцового зазора продукт, нанесенныйна вальцы тонкой пленкой, высушивается. Высушенная пленка молока срезаетсяпоясами и транспортируется шнеками в дробильный агрегат.
Дробильная установка дробилки состоит из била, что вращается, ипросеивателя. Розмолотый продукт высыпается в виде порошка в мешки. Водяныепары, образованные при сушке продукта, отводится посредством системы вытяжки(2, 3, 5, 7, 8). Производительность установки по выпаренной влаге 230…250кг/год, по сухому продукту 90 кг/год. Расходы пара на 1 кг высушенного продукта1,2…1,4 кг. Растворимость продукта, что получают на таких установках, низкая —80…85 %, что ограничивает их использование, хотя с точки зрения энергозатратони есть более экономические, чем распылительные.
Распылительные сушильные установки
Сухие молочные продукты, полученные на распылительных сушильныхустановках, имеют высокую растворимость, что обусловливает их широкоеиспользование. Теперь им альтернативы нет с точки зрения качества продукта.
Сушку капель в сушильной башне можно разделить на два периода:
— период с постоянной скоростью сушки;
— период с уменьшением скорости сушки.
Первый период наблюдается в начале процесса сушки, когдаколичество теплоты, что поступает к частице, расходуется на испарение влаги,температура частицы остается постоянной и равняется приблизительно 100 °С.
Второй период начинается после некоторого промежутка времени,когда количество теплоты, что поступает к частице, больше чем необходимо длявыпаривания влаги. В этот период температура частицы начинает расти, что можетпривести к нежелательным физическим и химическим изменениям.
Одним из способов повышения качества продукта и экономииэнергоресурсов в процессе сушки является двухстадийная и трехстадийная сушка:первая стадия в распылительной сушилке, вторая и третья стадии — сушка в псевдокипящемслое на поверхности, которая непосредственно размещена в сушильной камере иливынесенная за ее пределы.
Свойственным дополнительным процессом при высушивании распылениемявляется агломерация (повторное смачивание и объединение мелких частиц вагрегате) молочных продуктов, что позволяет улучшить такие показатели, какрастворимость, текучесть.
По способу распыления продукта сушилки разделяют на дисковые ифорсунковые. В дисковых распыление продукта происходит под действиемцентробежной силы, в форсунковых — в результате резкого перепада давления привыходе продукта из сопла или под действием воздуха. Очевидно, что более тонкоераспыление означает более быстрое высушивание. Распределение капель по размерудолжно быть максимально узким для обеспечения одинакового процесса высушивания,а следовательно одинаковой тепловой обработки.
Распылительные сушилки также классифицируют по способу подачивоздуха: прямоточные, противоточные, комбинируемые.
До реализации процесса сушки в сушильной установке ставятследующие требования:
— достаточное использование о3бъема сушильной камеры;
— минимальный уровень налипания порошка на стенках;
— высушенный продукт повторно не вступает в контакт с горячимвоздухом;
— высушенный продукт должен быть выгружен из сушильной камеры заминимальный промежуток времени.
/>
Рисунок 6 Сушильное устройство RSM — 500(Чехия):
1 — сушильная камера; 2 — дисковый распылитель; 3 — воздухораспределитель; 4 — вентилятор; 5 — дополнительный вентилятор; 6 — бункер-накопитель; 7 — циклоны; 8 — пневмотранспортная линия; 9 — вибролоток;10 — вентилятор; 11 — вентилятор высокого давления; 12 — калорифер; 13 — шестеренчатыйнасос.
Башня имеет внутренний диаметр 5,5 м, высоту 3 м при общей высоте7,55 м. Внутренняя поверхность башни изготовлена из нержавеющей стали. Извнешней поверхности башня покрыта изоляцией и облицовывает листовым алюминием.На внешней поверхности башни находятся молотки.
При периодическом ударе молотка по поверхностикорпуса проходит стряхивание молока из поверхности. Это предотвращаетналипание, а со временем образованию пригара, а также возможному самозагоранию.
В центре башни размещенный распылитель. Частота вращенияраспылителя 200-250 c-1.
Воздух в сушилку подается нагнетательнымвентилятором 11 через паровой калорифер 12. На выходе из калорифера температуравоздуха составляет 180-200 °С и воздух подается в зону распределения, снаправлением закрутки противоположным напрямую вращение диску, а соответственнодвижению частиц. Частицы теряют свою скорость и двигаются по спирали внизбашни. Вытяжной вентилятор отсасывает воздух из сушилки. Производительностьвытяжного вентилятора несколько больше чем нагнетательного, вследствие этого вбашне создается небольшое разжижение (возле 5 мм рт. ст.), это вызываетзамедление движения частиц и увеличивает их время пребывания в башне. Молочныйпорошок поступает в систему пневмотранспорту. В этот же пневмопровод поступаетсухое молоко из батареи циклонов, и транспортируется воздухом, что подаетсявентилятором 10 непосредственно из цеха. В процессе транспортировки молокоохлаждается, а воздух с пневмосистемы поступает на циклоны.
Установка А1—ОР2Ч (рис.7) служит для сушки перегонки и цельногомолока и состоит из сушильной камеры 14, системы подачи продукта, нагретоговоздуха 6, батареи циклонов 15, пневмотранспорту сухого продукта 23, насосногоодновинтового устройства П8-ОНТ 7, гомогенизатора для молока К5-ОГА-1,2 9,распылителя молока Н7-ОРБ 13, теплового агрегата марки МИД-320, агрегата дляфасования и упаковки сухих молочных продуктов.
Установка прямоточного типа. Сушильная камера 14 состоит изсушильной башни цилиндровой формы, скребкового механизма, распылителя воздуха12, шнека 2.
/> />
Рис.7 Установка А1-ОР2Ч: 1 — калорифер; 2 — шнек; 3 — дно камеры; 4 — воздушныйфильтр; 5,16 — вентиляторы; 6 — нагреватель воздух; 7 — насосная одновинтоваяустановка; 8 — тепловой аппарат; 9 — гомогенизатор; 10 — бачок; 11 — талькаэлектрическая; 12 — распределитель воздуха; 13 — распылитель молока; 14 —сушильная камера; 15 — батарея циклонов; 17 — швейная машина для зашивкибумажных мешков; 18 — ультразвуковое устройство для сварки полиэтиленовыхвкладок; 19 — весовой автоматический дозатор; 20 — бункер; 20а — просеиватель;21 — циклон-разгружатель; 22 — главный вентилятор; 23 — пневмотранспортналиния; 28 — молоко сгущенное; 29 — молоко сухое; 1п — вода; Зг — воздухгорячий; Зх — воздух холодный; Зп — воздух пневмотранспортный; Зот — воздухотработанное; 26 — противопожарный трубопровод. Сгущенка проходит через гомогенизатор, поступает в промежуточныйрезервуар, откуда винтовым насосом 7 подается на распылительный диск. Частотавращения распылительного диска 200 с-1. Воздух поступает в сушильную башнюнагретым до 160 °С, прямоточно с продуктом. Высушенное молоко скребковыммеханизмом подается в шнек 2 и транспортируется им в пневмотранспортнуюсистему. Использование скребкового механизма позволяет уменьшить высоту камерыза счет конического дна. Транспортируя молоко, воздух его одновременноохлаждает. После циклона разгружателя 21 воздух поступает на вторую очистку вбатарею циклонов 15. Молоко отводится периодически в пневмотранспортную магистраль.Производительность установки 500 кг выпаренной влаги в час. Напряжение объемасушильной башни по выпаренной влаге 5 кг/м3 час. Расходы пара на 1 кгвыпаренной влаги составляют 0,3кг. Высота установки 12.5
/>
Рис. 8. Установка ОСВ-1: 1 — камера с форсунками; 2 — грануляторвибрационный ГВ-1/8,5; 3(1,2) — сушилка вибрационная конвективная СВ-1/8,2; 4,11-элеватор ленточный ковшовый; 5 — сито вибрационное СВИ-0,9;6-распределитель; 7, 10 — конвеер вибрационный; 8(1-3) — бункера с активатором;9 — бункер; 10 — вибрационный конвеер; 14 — питатель — затвор вибрационныйПЭВ-0,3; 17 — резервуары Я1-ОСВ-6,3, Я1-ОСВ — 2,5; 18 — насос молочныйцентробежный; 19 — электронасосный агрегат (гомогенизатор); 8, 11, 15 —калориферы — вентиляторы — фильтры воздуха.
Служит для сушки цельного молока и перегонки. Сушка происходит втечение двух стадий. Первая стадия сушки, что характеризуется большой скоростьюпроцесса, происходит в сушильной башне, друга, во время которой скоростьпроцесса значительно снижается, — в вибрационной конвективной сушилке. Такаяорганизация процесса сушки предотвращает грудкуванию молока при повышеннойвлажности с одновременным ее досушиванием. Сгущенку подают на форсунки,диспергируют и высушивают в камере 1 в потоке горячего воздуха. Полученныймолочный порошок выгружается гранулятором 2 и поступает для конечной досушки иохлаждения в вибрационные конвективные сушилки 3, поэтому элеватором подаетсядля классификации на вибрационное сито 5. Кондиционный порошок посредствомконвееров через распределитель 6 попадает в бункера для временного сохранения,а дальше направляется на фасовку.
В комплект сушильного устройства входит оборудование для мойкивнутренних поверхностей камеры, циклонов и бункеров посредством гидромониторов,смонтированных на этих аппаратах. Предусмотренная подача к установкенасыщенного пара в случае самозагорания молока.
Производительность установки 900…1000 кг/год. Температура воздуха,что поступает в камеру, — 160…180 °С, на выходе из камеры — 95 °С. Разрежение вкамере — 20…25 Па.
4. Инженерные расчеты
Производительность гомогенизатора равна подаче его насоса.Для плунжерных насосов подача зависит от диаметра плунжеров и величины хода,количества плунжеров и числа оборотов коленчатого вала. При заданных параметрахмашины производительность Vсек ее можно рассчитать по формуле
Vсек = /> м3/сек, (4.1)
где d‑диаметр плунжера, м;
S – ход плунжера, м;
п – угловая скоростьвращения коленчатого вала, об/сек;
φ – объемный к.п. д. насоса (для молока = 0,85; для вязкого продукта значительно меньше);
z – количество плунжеров.
Мощность N, необходимую для работы гомогенизатора,определяют по формуле для расчета мощности насосов
N =/>Вт, (4.2)
где р0– давление, развиваемое плунжерамигомогенизатора (давление перед клапаном), Н/м2;
η – механическийк. п. д. гомогенизатора (= 0,75).
В результате затрат большого количества механическойэнергии, которая превращается в теплоту, при клапанной гомогенизации заметнонагревается продукт. Повышение температуры продукта в гомогенизаторе можнорассчитать по формуле
∆t = /> град, (4.3)
где N ‑ потребная мощность, Вт;
Vсек – объемнаяпроизводительность гомогенизатора, м3/ceк;
ρ – плотностьпродукта, кг/м3;
С–массоваятеплоемкость продукта, Дж/(кг∙ град).
Высокое давление гомогенизации является причиной того, чтоклапанные гомогенизаторы поглощают много электроэнергии и отличаются большойметаллоемкостью. Чтобы уменьшить расход энергии и облегчить конструкцию, зарубежом созданы гомогенизаторы «низкого» давления. Режим их работы позволяетполучить эффект гомогенизации, достаточный при выработке цельногогомогенизированного молока.
Пружина гомогенизирующей головки должна быть достаточножесткой, чтобы обеспечить необходимое давление гомогенизации, зависящее отусилия Р, с которым пружина действует на клапан. Связь между этимусилием, параметрами пружины и возникающим в пружине наибольшим касательнымнапряжением τмакс выражается формулой
τмакс = /> Н/м2, (4.4)
где Р – усилие, действующее на пружину, Н;
D – средний диаметрвитков пружины, м;
d – диаметр проволоки,м;
k – поправочныйкоэффициент.
Поправочный коэффициент зависит от индекса пружины
С = />. (4.5)
Приближенно
k = />. (4.6)
Пружина должна удовлетворять условию τмакс ≤[τ]. Допускаемое напряжение на кручение [τ], котороезависит от механических свойств материала, колеблется в широких пределах (300 –600 МН/м2).
При расчете задаются индекм пружины Сп=4–5. Это дает возможность на основании формулы определить диаметр проволоки d:
d = />. (4.7)
Количество витков пружины гомогенизатора п = 4 – 6.Усилие затяжки Р определяют по формуле
Р = f∙∆p,(4.8)
где f – площадь сечения канала перед клапаном, м2;
∆р – рабочее давление гомогенизации, Н/м2.
5. Правила эксплуатации
Эксплуатация насосов и техника безопасности.
Полученные с завода-изготовителя насосынеобходимо разобрать и осмотреть, убедиться в исправности деталей и отсутствиипосторонних предметов. Детали насоса очищают от смазки, консервации и моютгорячей водой и щелочным раствором в соответствии с инструкцией по мойкемолочного оборудования. Затем насосы собирают и присоединяют к трубопроводу.
При монтаже тщательно проверяют сносность валовэлектродвигателя и рабочего колеса или ротора. Это особенно важно для насосовнеконсольномоноблочного типа, имеющих общую плиту с приводом. Необходимоправильно установить резиновое уплотнительное кольцо в паз корпуса.
Крышки к корпусу следует прижимать равномернопо окружности, не допуская перекоса. В противном случае нарушается работанасоса.
Электродвигатель присоединяют к электросети завыведенные концы обмотки статора в зависимости от напряжения по схеме,указанной на табличке (треугольник или звезда). При неправильном направлениивращения следует поменять местами две присоединительные фазы сети.
Вращать насос вхолостую свыше 3-4 мин нерекомендуется, так как его трущиеся части смазываются только перекачиваемымпродуктом. Нарушение этого правила может привести к перегреву уплотнительногоустройства и даже выходу его из строя.
Всасывающая труба должна быть короткой, прямойи герметичной. Нагнетательный и всасывающий трубопроводы должны свободно безперекосов присоединяться к патрубкам насосов.
Для пуска центробежного насоса необходимо открытькран на всасывающей линии, включить электродвигатель и открыть кран нанагнетательной, для пуска объемных – открыть запорные краны на нагнетательнойлинии, включить электродвигатель и открыть кран на всасывающей.
Во время работы насоса надо систематическиследить за сальником вала – при неудовлетворительном состоянии сальниковогоустройства появляется течь перекачиваемой жидкости. Это обнаруживаетсявизуально с помощью специального отверстия во фланце насоса, через которое вытекаетпросачиваемая жидкость.
Перед остановкой насоса необходимо постепенноотключить подачу продукта и на ходу машины промыть блок цилиндра горячей водой.
Эффективность работыротационных насосов (производительность, напор, к.п.д. и другие параметры) зависитот точности их изготовления и сборки.
После установки насосанеобходимо убедится в правильном подсоединении электродвигателя. Для этоговключают кратковременно (толчком) электродвигатель и проверяют, совпадает ливращение его с направлением, указанным стрелкой на корпусе насоса. Принеправильном вращении следует переменить местами две из подсоединенных фаз на коробкеэлектродвигателя, приняв при этом необходимые меры предосторожности.
Подшипникиэлектродвигателя смазываются один раз в 4-6 месяцев.
Во время работы наблюдаютза температурой электродвигателя, она не должна превышать 60-70 С. нагревэлектродвигателя выше этой температуры свидетельствует о неисправности насосаили электродвигателя.
Разбирать, промывать исобирать насос рекомендуется раз в смену или после длительной остановки (более4 часов).
Перед пуском вэксплуатацию необходимо проверить надежность заземления насоса.
При работе насоса следят,чтобы не было подсоса воздуха.
В ротационных насосахбыстроизнашивающимися деталями являются бронзовые втулки, прокладки, набивкасальника, корпус и крышка насоса, шейка вала. Кроме того, происходит износполуды и резьбы шпилек.
Для проведения ремонтапроизводят полную (ремонтную) разборку насоса. После разборки все детали моют,осматривают и замерами определяют величину износа. Детали с износом большепредельного восстанавливают или заменяют новыми. Бронзовые поверхности,соприкасающиеся с продуктом, повторно лудят пищевым оловом. Набивку сальникапропитывают пищевым жиром или топленым маслом.
Насос собирают в порядке,обратном разборке. При этом учитываются посадки деталей. Перед сборкойконтрольный штифт и шпильки смазывают машинным маслом.
Эксплуатация сепараторов и техникабезопасности.
Сепараторы – центробежные машины с высокойскоростью вращения. По этому во время их эксплуатации необходимо очень строговыполнять правила техники безопасности и рекомендации инструкции, прилагаемой ккаждой машине.
Сепараторы, электродвигатели и пусковаяаппаратура должны быть тщательно заземлены. Систематически следует проверятьисправность заземляющих устройств.
Работа на сепараторе с неудовлетворительносбалансированным барабаном или с нарушенной балансировкой его категорическизапрещается.
При замене тарелок и посуды барабана необходимопроизвести балансировку заново.
Разбирать сепаратор можно только послеостановки барана. Работать на сепараторе при снятых ограждениях и защитныхкожухах воспрещается. Барабан после отключения электродвигателя нерекомендуется тормозить.
Категорически запрещается пользоваться во времясборки и разборки сепаратора случайными инструментами.
Работать на сепараторе со скоростью вращениябарабана выше указанной в паспорте запрещается.
Обслуживать сепаратор может только специалист,изучивший машину, принцип ее работы и инструкцию по эксплуатации, а такжесдавший техминимум.
Перед пуском машины необходимо вывестистопорные винты из пазов барабана и поставить тормоза в нерабочее положение.Обязательно надо проверить уровень масла в ванне. Барабан сепаратора долженвращаться по часовой стрелке, если смотреть сверху.
После работы барабана, не останавливая, надопромыть, пропустив вначале небольшое количество обезжиренного молока или воды,затем холодную воду для охлаждения барабана. Далее, остановив барабан,разбирают машину, тщательно чистят и моют все детали, а затем просушивают.
Список использованной литературы
1. Антипов С.Т. Ученик ХХІ век «Машини и аппараты пищевыхпроизводств» — М. «Высшая школа», 2001 г.
2. Барабанщиков Н.В. «Молочное дело», — М. «Колос» 1983 г.
3. Бредихин С.А., Космодемгенский Ю. В., Юрин В.Н. «Технологияи техника переработки молока» — М. «Колос» 2003 г.
4. Гальперин Д. М. «Оборудование молочних предприятий, монтаж,накладка, ремонт» — М. «Агропромиздат» 1990 г.
5. Власенко В.В. «Технологія виробництва і переробки молока імолочних продуктів» — В. 2000г.
6. Гончаров Н.Н. Справочник механика молочной промышленности –М. 1959 г.
7. Золотин Ю.П., Френклах М.Б., Ламутина М.Г. «Оборудованиепредприятий молочной промышленности» -М. Агропромиздат 1985 г., 270с.
8. Иванов В.И. «Технологическое оборудование предприятиймолочной промышленности».
9. овалевская Л.П. «Технология пищевых производств» -М.«Колос» 1997г.
10.Кравців Р.І., ХоменкоВ.І., Островський Я.Р. «Молочна справа».
11.Крусь Т.Н. «Технологиямолочных продуктов».
12.Кугенев П.В.,Барабанщиков Н.В. Практикум по молочному делу –М. «Колос» 1978г.
13. Сурков В.Д., ЛипатовН.Н., Золотин Ю.П. «Технологическое оборудование молочных предприятий» -М.«Легкая пищевая промышленность» 1983г.
14.Томбаев Н.И. Справочникпо оборудованию предприятий молочной промышленности –М. 1967г.
15.Золотин Ю.П., ФренклахМ.В., Ламутина М.Г. «Оборудование предприятий молочной промышленности» — М.«Агропромиздат» 1985г.
16.Шалыгина Г.А.«Технология молока и молочних продуктов» -М. 1973г.
17.Барановский Н. В.«Пластинчатые теплообменники в пищевой промышленности». «Машгиз», 1962.
18.Вайнберг А. Я.,Брусиловский Л. П. «Автоматизация технологических процессов в молочнойпромышленности». Изд-во «Пищевая промышленность », 1964.
19.Дезент Г. М., Боушев Т.А. «Оборудование и поточные линии для производства мороженого». «Госиздат», 1961.
20.3олотнии Ю. П.«Циркуляционная мойка молочного оборудования». «Пищепромиздат», 1963.
21.Крупин Г. В., ЛукьяновК. Я., Тарасов Ф.М., Боушев Т. А, Шувалов В. Н. Васильев П. В. «Технологическоеоборудование предприятий молочной промышленности». М., изд-во «Машиностроение»,1964.
Дополнение 1ГОМОГЕНИЗАТОРЫ СЕРИИ MILLENIUMПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ОТ 100 ДО 50 000 Л/Ч РАБОЧЕЕ ДАВЛЕНИЕ ОТ 130 ДО 2000 БАР
Применениегомогенизаторов позволяет измельчать и равномерно распределять нерастворимыечастицы в жидкости, в результате продукт становится более стабильным независимоот условий его хранения и обработки, которой он может подвергаться вдальнейшем.
Гомогенизированныепродукты обладают следующими свойствами: стабильность, однородность, хорошийвнешний вид, улучшенный вкус. Это только некоторые преимущества, которых можнодостичь при использовании данного вида оборудования.
Компания«ТЕКНОПАК» предлагает гомогенизаторы различных вариантов исполнения, а именно:
· санитарный;
· асептический;
· двухступенчатый;
· стандартный, для переработки«неабразивных» продуктов: молока, йогурта, сливок и пр.;
· абразивный, для переработки«абразивных» продуктов: восстановленного молока, молока с добавками, фруктовыхсоков, мороженого, кетчупа и пр.
Крометого, стандартные модели гомогенизаторов могут комплектоваться различнымиопциями, позволяющими наиболее эффективно реализовать задачи, возложенные наданный вид оборудования:
· система управления для фиксированнойпроизводительности;
· система управления для плавногорегулирования производительности; система управления для двух фиксированныхпроизводительностей;
· частичная автоматизация, обеспечивающаявозможность управлять гомогенизатором вручную или через программно-логическийконтроллер технологической линии;
· демпферы пульсаций на входе/выходепродукта для снижения отрицательного влияния перепадов давления впродуктопроводах;
· датчики давления гомогенизации с цифровымииндикаторами, расположенные на контрольной панели управления;
· автомат аварийного отключения давлениягомогенизации, срабатывающий в случае его снижения или повышения впродуктопроводе, что существенно снижает риск выхода из строя гомогенизатора принестабильных режимах работы.
Гомогенизаторы,поставляемые компанией «Текнопак» — это надежность и длительный срок службы,высокий уровень производства, тщательный контроль качества комплектующих,простота в эксплуатации, бесшумная работа. Корпус гомогенизаторов разработантаким образом, чтобы гарантировать максимальную внутреннюю гигиену машины. Всеузлы монтируются на раме из профиля с квадратным сечением и закрываютсясъемными полированными панелями из нержавеющей стали. Передача вращения отэлектродвигателя к коленвалу производится в две ступени. Первая — посредствомременного привода, вторая – при помощи редуктора. В совокупности они приводят кбесшумной работе машины, удобству и простоте в эксплуатации. Компрессионнаяголовка изготовлена из стальных блоков с использованием ультразвуковогоконтроля. Движение плунжеров (с хромированным, карбидо-вольфрамовым илицельнокерамическим покрытием) регулируется специальными направляющими кольцами.Таким образом, сальники плунжеров работают в щадящем режиме, что позволяетувеличить срок службы машины. Гомогенизирующие клапаны обеспечивают высокуюстепень гомогенизации продукта. Все гомогенизирующие клапаны оснащенымасляно-пневматическим устройством для регулирования давления гомогенизации иамортизации любых возможных гидроударов.