МАШИНЫ И АПFРАТЫ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Московский государственный университет пищевых производств. Кафедра технологического оборудования пищевых производств. Домашняя работа Технологическая линия производства картофельного крахмала Работу выполнил Дьяченко С.В. Группа 06-ОА-2 А Москва 2006 г. Содержание 1. Мой выбор профессии 2.Технологическая линия производства картофельного

крахмала 2.1Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов 2.2 Особенности производства и потребления готовой продукции. 2.3 Стадии и технологического процесса 2.4 Характеристика комплексов оборудования 2.5 Устройство и принцип действия линии 3. Патронный фильтр ПФ-3.1Техническая характеристика патронных двигателей 3.2Инженерные расчеты 4.Примерное содержание

пояснительной записки дипломного проекта 5.Знания, необходимые для выполнения дипломного проекта. 6.Мо отношение 7.Список используемой литературы 1.Мой выбор профессии В детстве все дети мечтали стать космонавтами летчиками, пожарниками, актрисами. А я мечтал стать поваром, уже тогда я понимал, что всегда будут престижные медицинские и пищевые профессии. В детстве я побывал на некоторых предприятиях, и увидев впервые эти машины и аппараты, я думал, что

они совершенны, но я заблуждался. И я, понимаю, что уже через десятки лет на эти машины, будут смотреть с восхищением, грустью, с сочувствием как мы смотрим на первые машины. И мая задача работать над этим. Сейчас еще я не знаю, каким видом инженерной деятельности буду заниматься после окончания института. Но я буду стараться всеми силами стать инженером широкого профиля, чтоб стать первоклассным специалистом. 2. Технологическая линия производства картофельного крахмала 2.1

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Средний химический состав клубня картофеля состоит из 75 воды и 25 сухих веществ, из которых 18,5 крахмала, 2 азотистых веществ, 1 клетчатки, 0,9 минеральных веществ, 0,8 сахара, 0,2 жира и 1,6 прочих веществ пектиновые, пентозаны и др Расход картофеля с крахмалистостью 14,8 , на 1 т сухих веществ крахмала составляет 7 95 т.

В зависимости от качества сырой картофельный крахмал подразделяют на три сорта I, П, Ш. Крахмал I и II сорта должен иметь белый однородный цвет и запах, свойственный крахмалу. Крахмал III сорта может быть сероватым, без прожилок, пятен и темных вкраплений, допускается слабый кисловатый, но не затхлый запах. Сырой крахмал скоропортящийся продукт, не подлежащий длительному хранению. Сырой картофельный крахмал в холодное время года хранят наливным способом или на складах, при этом

емкость с осевшим крахмалом заливают чистой водой, добавляя туда около 0,05 диоксида серы. Наиболее надежный способ хранения крахмала в замороженном состоянии. В производстве картофельного крахмала степень использования сырья характеризуется коэффициентом извлечения крахмала, который колеблется от 82 до 88 . Выход крахмала зависит от содержания его в перерабатываемом картофеле и от потерь крахмала с побочными продуктами и сточными водами.

Основные потери крахмала в производстве происходят с мезгой в виде связанного крахмала около 40 и свободного крахмала 3 4, что составляет около 1,7 массы переработанного картофеля. 2.2Особенности производства и потребления готовой продукции. Картофель подают на производство с помощью гидравлического транспортера, при этом частично отделяют легкие примеси, песок и землю. Моют картофель в моечных машинах комбинированного типа, при этом процесс

мойки составляет 1014 мин. Картофель измельчают на терочных машинах, принцип работы которых состоит в истирании клубней поверхностью, состоящей из пилок с мелкими зубьями. Измельчение проводят дважды. При первом измельчении используют пилки с высотой зубьев 1,5 1,7 мм, при повторном перетир 1,0 мм. Полученная после терочных машин картофельная кашка представляет собой смесь, состоящую из взорванных клеточных стенок, крахмальных зерен и картофельного сока.

Важная задача получения картофельного крахмала - скорейшее выделение из кашки сока при минимальном его разбавлении. Контакт сока с крахмалом ухудшает качество крахмала, вызывая его потемнение в связи с окислением тирозина, снижает вязкость крахмального клейстера, способствует образованию пены, слизи и других нежелательных явлений. После отделения картофельного сока на осадочных центрифугах кашку направляют на ситовые аппараты или на гидроциклонные установки,

Где от нее отделяют и промывают крупную и мелкую мезгу, осаждают и промывают крахмал. Полученная здесь крахмальная суспензия имеет концентрацию 12.14 и содержит некоторое количество мелкой мезги 4 .8 , водорастворимых веществ 0,1 0,5 I сильно разбавленного картофельного сока. Поэтому ее подвергают двухступенчатому рафинированию, после чего крахмальную суспензию с концентрацией 79 подают на пеногасяшее устройство и на песковые гидроциклоны.

Далее крахмал обезвоживают и высушивают. 2.3Стадии и технологического процесса. Переработку картофеля на крахмал можно разделить на следующие стадии - мойка и взвешивание картофеля - тонкое измельчение картофеля получение, калош - выделение свободного крахмала из кашки -отделение и промывание мезги - рафинирование крахмального молока - промывание крахмала. 2.4 Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки

клубней картофеля к переработке, в состав которого входят гидравлические транспортеры, моечные машины типа КМЗ-57М, снабженные ботво песко- и камнеловушками, а также автоматические весы с откидным днищем. Ведущим является комплекс оборудования для тонкого измельчения картофеля, включающий терочные машины типа ZТ-350 или ПКИ-200, насосы, фильтры и сборники накопители. В состав линии входит комплекс оборудования, состоящий из шнековой осадки тельной центрифуги типа

ОГШ, приемных сборников для кашки и вспомогательной оборудования. Завершающий комплекс включает оборудование центробежные ситовые аппараты барабанно-струйные или центробежно-лопастные, а также гидроциклоны, включающие несколько ступеней мультициклонов для выделения мезги и промывки крахмала. На рис1показана машинно-аппаратурная схема линии производства картофельного крахмала 2.5 Устройство и принцип действия линии. В настоящее время на предприятиях осуществляют внедрение новой

технологической схемы производства картофельного крахмала с использованием гидроциклонных установок. При работе разделение картофельной кашки производят на гидроциклонах с получением очищенной суспензии крахмала и смеси мезги и картофельного сока. При работе отмытый картофель измельчают на терках 1 и кашку насосом 2 перекачивают на второе измельчение к теркам 3. На второе измельчение подают также надситовый продукт с дуговых рафинированных сит 11.

После второго измельчения кашку насосом 4 перекачивают через самоочищающийся фильтр 5 в сбориик-накопитель 6. В этом сборнике происходит смешивание кашки с густым крахмальным сходом, поступающим с обескрахмаливаюших гидроциклонов 16 .Из сборника 6 насосом 7 разбавленную кашку подают на станцию гидроциклонов 15, включающую 9 ступеней мультициклонов для выделения мезги и промывки крахмала. Гутой крахмальный сход с предпоследней ступени мультициклонов направляют сборник 9, куда через фильтр 8

подают, свежую воду, предназначенную для промывки крахмала. Для контрольной очистки крахмала от мезги суспензию из сборника 9насосом 10 направляют на рафинировальное сито 11. Мезгу надситовый продукт возвращают в производство на второе измельчение, а суспензию собирают в сборнике 12. Из последнего насосом 13, суспензию через песковый гидроциклон 14 подают на последнюю ступень гидроциклонной установки. В результате обработки получают суспензию крахмала концентрацией 37

.40 , содержание в ней мезги составляет 0,01 .0,02 к сухим веществам, растворимых веществ до 0,05 . Жидкие сходы с первой и второй ступени гидроциклонной установки содержат мезгу, крахмал, их жидкая фаза представлена в основном картофельным соком. Обескрахмаливание смеси мезги и картофельного сока осуществляют на трехступенчатой установке 16. После обескрахмаливания смесь содержит сухих веществ 7 9 , свободного крахмала 2,1. 9 гл. Содержание сухих веществ в жидкой фазе 45 .

При переработке 1 т картофеля получают около 1 т смеси и картофельного сока. Ее используют для скармливания скоту. 3.1 Патронный фильтр ПФ-20 состоит из цилиндрического корпуса 9, конического днища 15, выпуклой крышки 4 , на которой установлены рым6олты 1,и плиты 7, в которой закрепляются патроны 10 прижимами 22 В нижней части патроны устанавливаются в отверстия решетки 22,

Плита устанавливается при помощи уплотнений между фланцами цилиндрического корпуса и выпуклой крышки и образует две камеры фильтра. В нижнюю камеру 8 при помощи коллектора 17, присоединенного к патрубку 14, подводятся кизельгурная суспензия, фильтруемый продукт и промывная вода. Из камеры 6 через коллектор 21, присоединенный к патрубку 5, отводятся жидкая фаза кизельгурной суспензия, фильтрат и промой. Кроме того, для подвода воздуха в верхнюю камеру установлен вентиль 19, а в нижнюю

патрубок 2. Сброс воздуха из нижней камеры осуществляется через трубу 11. Для наблюдения за состоянием внутренней части нижней камеры установлены смотровые стекла . Удаление промытого осадка е щсствлястся через патрубок 16. Фильтр установлен на трубчатом каркасе 13, Для управления процессом фильтрации имеются задвижки с электродвигателями 1В и маховиками 20. Полный цикл работы фильтров включает в себя следующие стадии намыв кизельгура, возврат

первых мутных порции фильтруемого продукта, фильтрация вытеснение нефильтрованного продукта, промывка осадка и удаление осадка. В эксплуатации фильтры полностью автоматизированы. На сахарорафинадных заводах патронные фильтры используют для отделения осадка от растворов рафинадного производства. Фильтрующий патрон ПФ-20 состояло трех фильтрующих элементов 4 и опорного патрубка 2, которые при помощи стяжки 3, шайбы 5, планки 1 и гаек 6 скрепляются жестко.

Патроны в собранном состоянии устанавливаются в отверстия плиты 7 и зажимаются прижимом 9, который устанавливается на шпильке 8. Для того чтобы патроны не отклонялись от вертикальной оси нижняя часть стяжки каждого патрона устанавливается в отверстие проволочного каркаса расположенного в низу цилиндрического корпуса фильтра. Фильтрующий элемент патрона представлен на рис 11.19, б Каркас I элемента изготовляется из нержавеющей стали и состоит из нижней 2 и верхней 6 втулок. к которым

приварены уголки 5. Для жесткости каркаса уголки приварены к кольцам 3 расположенным по высоте на расстоянии 40 мм друг от друга Опорным слоем для кизельгура и осадка является проволочная 4 щелевидная поверхность каркаса элементов. Образуется она путем нарезания канавок на острых выступах уголков с шагом 0,8 мм и затем навивкой проволоки из нержавеющей стали диаметром 0,7 мм. В При вышеуказанных размерах шага резьбы и проволоки размер щелей равен 0,1 мм.

Общая площадь поверхности фильтрации одного патрона составляет 0,241 м Патроны c проволочной опорной поверхностью просты по устройству, но имеют существенные недостатки. Так как щели ,образованные смежными витками проволоки вначале имеют расширение, затем к центру проволок сужаются ,то не исключена возможность застревания мелких частиц кизельгура и осадка в щелях . Это приводит к уменьшению живого сечения опорного слоя и скорости фильтрации

Некоторые зарубежные фирмы выпускают фильтры, патроны которых набраны из отдельных штампованных пластин рис 11 20, а При соединении пластин 2 получаются щели 3 Такие Патроны называются саморегенерирующимися. Мелкие частицы осадка, попадая в суженную часть щели, имеющую наклонную стенку, уносятся фильтратом. Такие патроны работают лучше патронов с проволочной опорной поверхностью, но они сложны в изготовлении.

Патрон фильтра с тканевой опорной поверхностью изображен на рис 2 Он представляет собой перфорированный корпус 11 из нержавеющей стали , к нижней части которого приварено донышко 12 с хвостовиком 17 имеющим резьбу. На корпус патрона надевается тканевый чулок 1 ,который снизу имеет загиб 13 и закрепляется при помощи шайбы 14 и гайки 15 перед установкой патронов в отверстия плиты 5 на них надевают ре6зиновые уплотняющие кольца 8 . к плите патроны прижимают шайбами 9 которые надеваются

на шпильки 10 . Каждая шайба прижимает три патрона Для сохранения параллельности и вертикальности труб хвостовики 17 патронов, устанавливаются в отверстия рештки 16 изготовленной из нержавеющей проволоки Решетка крепится к хвостовикам патронов при помощи дополнительных гаек. Плита зажимается между фланцами 3 и, б корпуса 2 фильтра и крышки при помощи болтов, Уплотнение между верхней и нижней частью фильтра создается прокладками 4 и 7.

Фильтрованный сок направляется внутрь патрона и выходит из его части. Патронные фильтры устанавливаются на полу второго этажа вблизи стены с таким расчетом, чтобы крепление трубопроводов осуществлять на стене. Проходы между фильтрами и стеной должны быть не менее 1500 мы. Над батареей фильтров рекомендуется устанавливать монорельс с устройством для снятия крышек и плит с фильтрующими элементами. Для монтажа и демонтажа фильтрующих элементов в плитах фильтров необходимо

иметь специальные подставки высотой не менее 1800 мм. Сборник нефильтрованного сока перед фильтрами необходимо снабдить поплавковым устройством для указания уровня сока в нем. На трубопроводе, подводящем сок в фильтр, установить расходомер, снабженный счетчиком. Корпус фильтра и трубопроводы должны быть изолированы. После монтажа фильтров вся установка должна быть испытана гидравлическим давлением 0,4

МПа. В процессе фильтрации нельзя допускать соединения слоя осадка, образовавшегося на отдельных фильтрующих элементах, так как при промывке осадка обратным током жидкости из-за большого сопротивления могут разрушаться фильтрующие элементы. Необходимо следить за давлением в коммуникациях, подводящих нефильтрованный продукт в фильтр, которое должно быть постоянным В случае колебаний давления поступающего продукта слой осадка на фильтрующих элементах может давать трещины, что отрицательно сказывается на качестве фильтрата или

осадок будет сползать с поверхности фильтрующих элементов, При эксплуатации фильтров с керамической поверхностью фильтрации необходимо для разбавления кизельгура применять чистую воду, а также не допускать попадания масла на керамику. Загрязненная вода и масло закупоривают поры керамических элементов ,и фильтр быстро выходит из строя. В процессе эксплуатации часто могут быть следующие ненормальности выходит мутный фильтрат или значительно

повышается давление в фильтре. В первом случае чаще всего бывает повреждена поверхность фильтрации отдельных патронов Необходимо остановить фильтр, снять верхнюю крышку и при помощи шланга подавать в патроны воду. Патроны, в которых вода проходит очень быстро , имеют поврежденную поверхность, их необходимо заменить 3.2Техническая характеристика патронных двигателейПоказательПФ20ПФ10 Площадь поверхности фильтрации, м22010Длина потрона ,мм16201620Число патронов 8544Шаг трубок ,мм135Наружный

диаметр патрона ,мм5151Внутренний диаметр корпуса фильтра,мм 1400 1100Высота фильтра, мм38753435Пробное давление ,МПа0,60,6Максим. рабочее давление, МПа0,40,4Вместимость фильтра,м34,02,35Скорость фильтрации, ммс Для сока 1 сатурации 0,000420,00042 Для сока 11 сатурации 0,000910,00091 Для сиропа0,000260,00026Масса ,кг23001350 3.3Инженерные расчеты. производительность патронных фильтров соответствующая производительности завода по свекле

Птсутопределяется по формуле П 24 60 Fcp10 P где F площадь поверхности фильтрации фильтров m2 C- скорость фильтрации продукта ммг-с P количество фильтрованного сока или сиропа, к массе переработанной свеклы принимается из продуктового расчета, P- плотность продукта, кгm3 Требуемая площадь фильтрации патронных фильтров F m2 соответствующая производительности завода, определяется по формуле F10ПР246060cp Количество фильтров определяется из выражения mFF11, где

F - площадь фильтрации одного фильтра, м. Патронные фильтры имеют значительные недостатки требуют постоянного давления в период нанесения вспомогательного фильтрующего слоя, применения сжатого воздуха для поддержания осадка а период спуска нефильтрованного сока перед промывкой осадка, подачи воздуха внутрь фильтрующих элементов при удалении осадка 4. Примерное содержание пояснительной записки дипломного проекта Введение и формулирование цели дипломного проекта 2 -

3 стр. 1. Анализ современных технологий и техники для производства картофельного крахмала 10 12 стр. 1.1. Описание технологии производства картофельного крахмала как системы процессов. 1.2. Описание патронного фильтра ПФ20 1.3. Анализ современных конструкций, обеспечивающих функциональные задачи операции. 1.4. Патентное исследование и реализация программы поиска новых технических решений. Задачи дипломного проектирования 2. Специальная научно-исследовательская работа 8 10 стр.

2.1. Объекты исследований 2.2. Методы исследований 2.3. Обработка результатов 2.4. Выводы и рекомендации 3. Бизнес-план реализации проекта 2 - 3 стр. 4. Описание разработанного изделия 15 - 17 стр. 4.1. Назначение и область применения 4.2. Техническая характеристика 4.3. Описание конструкции и принципа действия 5.

Инженерные расчеты 30 40 стр. 5.1. Технологические расчеты 5.2. Кинематические расчеты 5.3. Разработка циклограмм и синхрограмм 5.4. Энергетические расчеты 5.5. Теплотехнические расчеты 5.6. Расчеты, подтверждающие работоспособность изделия 5.6.1. Расчеты на прочность 5.6.2. Расчеты на жесткость 5.6.3.

Расчеты на устойчивость 5.7. Расчеты трубопроводов 6. Автоматизация изделия 5 10 стр. 7. Технология изготовления деталей изделия 3 5 стр. 8. Применение ЭВМ 4 6 стр. 9. Организация монтажа, эксплуатации и ремонта оборудования 8 10 стр. 10. Безопасность и экологичность изделия 8 10 стр. 11. Технико-экономические расчеты 15 18 стр. 11.1.

Расчет капиталовложений 11.2. Экономия текущих затрат при освоении изделия 11.3. Расчет годового экономического эффекта и показателя рентабельности капиталовложений Заключение 1 2 стр. Список использованной литературы 1 2 стр. Приложения ведомость проекта, спецификации чертежей, схем и др. Всего страниц без приложения 110 145. 5. Знания, необходимые для выполнения дипломного проекта.

Я за время своего обучения должен усвоить и изучить - принципы машиностроительного производства, применяемое оборудовании и оснастки - типы и свойства конструкционных материалов, применяемых в машиностроении, виды фазовых превращений, теоретические основы получения заданных свойств - механические, тепловые, массообменные процессы, имеющие место в технологиях пищевых производств - прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования по производству различных видов пищевой продукции владеть - методами конструирования

узлов и деталей общего назначения при различных условиях работы машины, современными методами обработки деталей и сборки узлов, действующими государственными стандартами применяемыми при проектировании - методами расчетов конструкций машин по допускаемым напряжениям и несущей способности, на жесткость, устойчивость и выносливость - методами исследования и проектирования механизмов машин и деталей по критериям работоспособности, структурообразования механизмов машин, методами их синтеза, расчета кинематических

и динамических характеристик машин - методами разработки технического задания на проектируемую систему автоматизированного управления, выбором технических средств для ее реализации - методами оценки технического состояния машины, выполнения основных расчетов и составления необходимой технической документации, проектирования и конструирования технологического оборудования отрасли - методами разработки технологического оборудования, характеризующегося полным отсутствием вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду, улучшения

системы очистки воздуха и воды от вредных примесей, использования средств автоматического контроля за состоянием окружающей среды При написании дипломного проекта я должен знать, что в практике машиностроения применяют два основных метода создания оборудования 1. Разработка оригинальных конструкций оборудования, требования к которому установлены предприятием-потребителем оборудования преимущественно в виде эксплуатационных характеристик или их нужно предварительно установить 2.

Последовательное развитие конструкции путем ее модернизации, что позволяет поддерживать показатели машины или аппарата на уровне возрастающих технологических требований без смены основной модели и, следовательно, без ломки производства, неизбежной при переходе на выпуск новой модели. Это метод приемлем в тех случаях, когда в исходной модели заложены резервы производительности, мощности, диапазона выполняемых операций. При выполнении дипломного проекта должен уметь составлять бизнес-план

по следующим основным разделам - инвестиционная привлекательность проекта - характеристика рынков сбыта и конкуренты - налаживание производства и реализации торгового продукта - окупаемость инвестиций, исходные данные и результат реализации проекта. 6. Мо отношение После изучения курса Введение в специальность я во многом поменял сво отношение к своей будущей специальности. Я узнал что Выбор инженерных специальностей по направлению

Пищевая инженерия очень велик. Есть специальность инженер-монтажник, инженер-менеджер производства, инженер-администратор, инженер-организатор производства, инженер-исследователь, инженер-конструктор, инженер по сервису и техническому обслуживанию, инженер-проектировщик. Я познакомился с некоторыми производствамихлебопекарная промышленность, кондитерское производство, сахарное производство и.т.д . Теперь я полностью понимая что за у меня профессия, и я отлично понимаю

что эта моя специальность и что попал я туда куда надо. Кафедра Технологического оборудования пищевых производств формирует основное представление будущих инженеров об их профессии, дает необходимые знания о машинах и механизмах пищевых производств, развивает их творческое инженерное мышление. 7. Список используемой литературы 1. С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков, В.А. Панфилов,

О.А. Ураков. Машины и аппараты пищевых производств книга 1,2. 2. С.Т. Антипов, В.Я. Валуйский, В.А. Панфилов, О.А. Ураков. Алгоритм дипломного проектирования