Наушерванов Р.Г., Ханнанов М.М. Технологическое оборудование пищевых производств - файл n1.doc

приобрести
Наушерванов Р.Г., Ханнанов М.М. Технологическое оборудование пищевых производств
скачать (1035 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1035kb.08.07.2012 18:05скачать

n1.doc



Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

Уфимский филиал
Кафедра: «Технология зерна и оборудование пищевых производств»

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
методическое пособие к курсовому и дипломному проектированию

для студентов-заочников специальностей:

170600 «Машины и аппараты пищевых производств»,

270500 «Технология бродильных производств и виноделие»


Оренбург-Уфа-2005

ББК

Н34

УДК


Рекомендовано к изданию редакционно-издательским Советом государственного образовательного учреждения

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»


Рецензент:

ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, АКАДЕМИК Ю.М. АБЫЗГИЛЬДИН

НАУШИРВАНОВ Р.Г., ХАННАНОВ М.М.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ:

учебная программа, задания к курсовому проектированию и методические указания.

Оренбург: ОГУ, 2005, с.

Методические указания предназначены для самостоятельного изучения предмета, выполнения курсового проекта и подготовки к экзаменам по дисциплине «ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ» для студентов-заочников, обучающихся по специальностям 170600 «Машины и аппараты пищевых производств», 270500 «Технология бродильных производств и виноделие».


ББК

Науширванов Р.Г. 2005

Ханнанов М.М.

ГОУ ОГУ 2005
СОДЕРЖАНИЕ


стр.
ВВЕДЕНИЕ

  1. Учебная программа……………………………………………………

  2. Общие положения и содержание курсового проекта……………….

  3. Задание № 1. Сусловарочный аппарат……………………………….

3.1. Методические указания к заданию № 1…………………………….

  1. Задание № 2. Сушилки тоннельного типа……………………………

4.1. Методические указания к заданию № 2…………………………….

  1. Задание № 3. Ректификационная колонна……………………………

5.1. Методические указания к заданию № 3……………………………..

  1. Вопросы к экзаменам…………………………………………………..

Список использованной литературы……………………………………..

Приложение А……………………………………………………………...

Приложение Б………………………………………………………………

ВВЕДЕНИЕ


Учебными планами специальностей 170600 «Машины и аппараты пищевых производств», 270500 «Технология бродильных производств и виноделие» предусмотрен курсовой проект.

Курсовой проект – самостоятельная работа студента, основной целью и содержанием которой являются развитие умений и навыков путем решения конкретных производственных, конструкторских и технологических задач, проведения инженерных расчетов, составления технико-экономического обоснования принимаемых решений, рассмотрения особенностей эксплуатации, ремонта и монтажа, оформления графической части проекта.

Курсовое проектирование – это важнейший этап подготовки студента к выполнению дипломного проекта и завершающая работа по практическому применению полученных знаний по всем техническим дисциплинам.

ЗАДАЧИ

и содержание курсового проекта
Задачи курсового (дипломного) проектирования определяются видами деятельности будущего специалиста.

Основными сферами деятельности инженера-механика являются:

а) производственно-техническая:

б) организационно-управленческая:

в) научно-исследовательская:

Для осуществления вышеуказанных видов деятельности, инженер-механик должен знать:

  1. основные технические, технологические, экологические требования к производству на основе нормативных материалов, постановлений и приказов;

  2. технологию пищевых производств;

  3. перспективы технического развития производства;

  4. системы и методы проектирования технологических процессов и оптимизации рабочих режимов производства;

  5. технические характеристики и экономические показатели пищевых технологий ведущих предприятий отрасли в мировом масштабе;

  6. технические требования к сырью и готовой продукции;

  7. нормы и технические условия;

  8. виды брака и способы его предупреждения;

  9. основы изобретательства и патентных исследований;

  10. методы оценки технического уровня пищевого оборудования и технологии;

  11. принципы машиностроительного производства, оборудования и оснастки;

  12. маркировку и свойства конструкционных материалов, применяемых для изготовления пищевого оборудования;

  13. механические, тепловые, массообменные процессы в технологиях пищевых производств;

  14. современные достижения вычислительной техники, связи и Интернет;

  15. методы исследований, проектирования и проведения экспериментальных работ;

  16. технические условия на проектирование, эксплуатацию нового оборудования;

  17. основы экономики, организации труда и производства;

  18. основы трудового законодательства, охраны труда, экологической безопасности;

  19. основы сертификации и управления качеством продукции и оборудования.

На основе вышеуказанных требований к квалификации инженера-механика можно сформулировать и такой вопрос: какими методами должен владеть инженер для реализации своих знаний?

Он должен владеть:

  1. методами конструирования механизмов и деталей общего назначения (передачи, подшипники, валы, муфты и т.д.) при различных условиях работы машины; современными методами обработки деталей и сборки механизмов;

  2. методами расчетов конструкций машин по допускаемым напряжениям и несущей способности, на жесткость, устойчивость и выносливость;

  3. методами проектирования механизмов машин и деталей по критериям работоспособности, структообразования механизмов машин, методами их синтеза, расчета кинематических и динамических характеристик машин;

  4. методами разработки технического задания на проектируемую систему автоматизированного управления, выбором технических средств для ее реализации;

  5. методами оценки технического состояния машины, выполнения основных расчетов и составления необходимой технической документации, проектирования и конструирования технологического оборудования отрасли;

  6. 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;

  7. методами определения оптимальных и рациональных технологических режимов работы оборудования и технологической линии в целом;

  8. методами использования современных способов диагностики технического состояния оборудования, организации и проведения профилактических и ремонтных работ;

  9. методами технического контроля, разработки технической документации по соблюдению технологического режима в условиях действующего производства;

  10. основами безопасности жизнедеятельности основами законодательства по охране труда и окружающей среды, основами гигиены и промсанитарии;

  11. принципами выбора наиболее рациональных способов защиты и порядка действия персонала предприятия в чрезвычайных ситуациях;

  12. основными методами работы на ПЭВМ по разработанным программам;

  13. математическими методами при выполнении технико-экономических расчетов по реализации новых инженерных задач и внедренных процессов.

Инженер-технолог должен знать:

Инженер-технолог должен уметь:

ТЕМАТИКА КУРСОВГО И ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТОВ
Тематика заданий на курсовое и дипломное проектирование охватывает все пищевые производства и включает всю номенклатуру отраслевого оборудования.

В каждом заданий должен быть элемент новизны, разработка которого была бы посильна студенту и прививала бы ему навыки самостоятельной творческой инженерной работы.

Выбор темы курсовых и дипломных проектов осуществляется студентами на добровольной основе из перечня тем, предлагаемых кафедрой. Все задания имеют строго индивидуальный характер.

Практика выбора тем проектов студентам показывает, что часто выбор тем совпадает с направлением и видом отрасли, где студенты (заочники) работают или собираются работать после окончания вуза. Имеет место стремление студентов сохранить единую направленность тематики своей работы. Такое стремление поощряется выпускающей кафедрой, что способствует целенаправленной подготовке студента и внедрению своего рода индивидуализации образования.

Такой подход к выбору тем курсового и дипломного проектирования является характерным для всех специальностей.

Тема курсового проекта для технологов формулируется как: «Машина (аппарат) для выполнения определенной технологической операции», а для механиков как «Линия производства конкретного вида пищевого продукта» с решением определенной инженерной задачи, связанной с разработкой новой или модернизацией конструкции машины или аппарата данной технологической линии.

В частности, проект предусматривает решение одной из задач:



СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
Содержание (тема) курсового проекта определяется индивидуальным заданием, которое выдается студенту на специальном бланке: с указанием темы проекта, срока представления к защите, исходные данные, перечень графического материала, содержание расчетно-пояснительной записки.

Объектами типовых курсовых проектов являются отдельные виды технологического оборудования пищевых производств в целом для студентов-механиков и технологическое оборудование бродильных производств для студентов-технологов.

Как правило, почти все проекты имеют конструкторский характер, в них решаются задачи разработки новой конструкции машины или аппарата, а также отдельных узлов, деталей серийно изготовляемого оборудования.

Объем курсового проекта складывается из расчетно-пояснительной записки 30-50 страниц рукописного текста и графической части (для механиков 3-4 листа, для технологов 2-3 листа формата А1).

Содержание проекта должно раскрывать тему и давать ясное представление о рассматриваемом процессе, конструктивном решении машины или аппарата в целом или модернизации отдельных его узлов.

Оформление расчетно-пояснительной записки должно отвечать требованиям стандарта, предъявляемого к курсовым проектам.

Она должна содержать следующие листы и разделы:

титульный лист (по соответствующей форме стандарта);

задание на проект (Приложение 1);

Реферат (текст не более 1 стр.);

оглавление (с указанием номеров страниц);

Введение.

1. Анализ современных технологических линий аналогичного назначения и техническое обоснование темы проекта.

1.1. Технология производства …… (вид продукта).

1.2. Назначение и классификация.

1.3. Современные разработки и виды оборудования.

1.4. Техническое обоснование темы проекта.

1.5. Задачи проекта.

2. Описание выбранного вида оборудования.

2.1. Назначение и область применения.

2.2. Описание конструкции и принципа действия.

2.3. Техническая характеристика.

3. Расчеты, подтверждающие работоспособность конструкции.

3.1. Технологические расчеты.

3.2. Кинематические расчеты.

3.3. Энергетические расчеты.

3.4. Специальные расчеты (теплотехническая, гидравлические и др.).

3.5. Расчеты на прочность (механический расчет).

3.6. Блок-схема и программа расчета на прочность одной из деталей оборудования на ЭВМ.

4. Монтаж, эксплуатация и ремонт ……… (вид оборудования).

4.1. Монтаж, сборка и наладка оборудования.

4.2. Эксплуатация и техническое обслуживание.

4.3. Ремонт.

5. Схема автоматизации технологического процесса (при дипломном проектировании).

6. Технология изготовления детали (при дипломном проектировании).

7. Основы безопасности жизнедеятельности, охрана труда и окружающей среды. Способы защиты и порядок действий коллектива предприятия при чрезвычайных ситуациях.

8. Технико-экономические расчеты (при дипломном проектировании).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Список использованной литературы.

Приложения:

1. Задание на курсовой (дипломный) проект (на бланке).

2. Спецификаций.

3. Физико-механические свойства сырья, продуктов, реагентов.

Студентам следует обратить внимание на необходимость отражения в расчетно-пояснительной записке всех перечисленных разделов, соблюдения формулировок названий разделов и т.п.

Содержание курсового проекта научно-исследовательского характера определяется руководителем проекта в индивидуальном порядке.

Научно-исследовательская часть дипломного проекта обязательна для всех проектов и она вытекает из анализа современных конструкций оборудования и технологических линий, реальной ситуации и опыта эксплуатации данного оборудования на данном предприятии (по месту прохождения преддипломной практики). Вторым источником определения или выбора тематики исследовательского характера является научно-техническая политика в области здорового питания населения России и приоритеты в развитии науки и техники в соответствующих отраслях производства, хорошо знакомые студентам из курса лекций: «Технологическое оборудование пищевых производств». Одним из направлений исследований оборудования может быть оптимизация геометрических размеров оборудования, выбор конструкционных материалов (теоретический вариант на ЭВМ).

Графическая часть при дипломном проектировании составляет 10-14 листов формата А1 и пояснительная записка – 100-120 листов формата А4.

Графическая часть включает:

К защите представляется проект, выполненный в полном объеме в соответствии с заданием, проверенный и подписанный руководителем проекта.

Защита курсового проекта производится открыто в присутствии студентов и принимается комиссией (2-3 преподавателя) с проставлением оценки и занесением ее в ведомость и зачетную книжку студента.

РЕКОМЕНДАЦИЙ К СОСТАВЛЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
Степень раскрытия содержания отдельных разделов проекта (расчетно-пояснительной записки) показывает грамотность студентов, умение формулировать свои мысли и правильно оформлять технические документы.

Ниже приводятся рекомендации общего характера к составлению отдельных разделов расчетно-пояснительной записки при выполнении курсового и дипломного проектов.

РЕФЕРАТ (к курсовому проекту)

Он должен отражать основное содержание проекта: цель, суть разработки, ее основные параметры, выводы, область применения.

В нем следует указать состав проекта (количество листов графического материала и страниц текстового), ключевые слова.

Объем реферата в пределах 0,5 страницы.

АННОТАЦИЯ (к дипломному проекту)

Она представляет собой краткую характеристику проекта и должна отражать его основное содержание: фамилию и инициалы студента, номер группы, фамилию и инициалы руководителя, тему, цель, суть разработки, ее основные параметры, выводы, возможную область применения.

Аннотация должна быть составлена на русском и иностранном языке (английском, немецком или французском).

ВВЕДЕНИЕ

Этот раздел является важной частью расчетно-пояснительной записки, так как он показывает, насколько студент знаком с экономическими и социально-политическими вопросами, знает состояние и проблемы развития пищевой промышленности, представляет актуальность и направленность темы проекта.

Во «Введении» следует привести характерные и конкретные числовые показатели по состоянию и перспективы развития соответствующей отрасли, отразить основные направления технического прогресса в ней, особенно в соответствии с темой проекта.

Исходными материалами для написания этого раздела должны служить государственные и отраслевые документы (журналы и информационные издания). При приведении конкретных цифр, обязательно должны быть сделаны ссылки на источники. «Введение» завершается формулировкой цели проекта.

Объем раздела 2-3 страницы.
ТЕХНИЧЕСКОЕ (ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ) ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ ПРОЕКТА
Этот материал представляет собой выводы из обзора современных конструкций и должен базироваться на задачах, стоящих перед отраслью. Следует обосновать необходимость создания нового оборудования, устройства или механизма или его модернизации для совершенствования технологического процесса, повышения качества продукции, уменьшения потерь сырья и простоев оборудования, снижения энергозатрат, сокращения обслуживающего персонала и т.д. выводы должны быть убедительными и логически вытекать из обзора оборудования.

Желательно, чтобы этот материал базировался и на конкретных экономических показателях (в этом случае подраздел может называться «технико-экономическое обоснование»).

Объем раздела – 2-4 страницы.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
Основной целью технологического расчета является определение исходных значений величин, необходимых при выполнении конструкторской проработки проектируемого оборудования, а также для проведения последующих специальных расчетов его отдельных элементов.

Важнейшей характеристикой технологического оборудования является его производительность, - количество продукции, переработанное за единицу времени на этом оборудовании.

Производительность является основной исходной величиной для расчета всех остальных параметров оборудования. Она определяет размеры как самого объекта, так и отдельных его частей, рабочих органов, деталей привода и т.д. От величины производительности зависят кинематические и силовые характеристики приводных механизмов, расход потребляемой энергии и другие показатели.

Определение производительности при проектировании совершенно нового оборудования, то наиболее целесообразно вести расчет длительности технологического процесса, используя при этом опытные и литературные данные и учитывая необходимые по технологии затраты времени, а потом переходить к конструктивному расчету (вместимость резервуара, в котором проводится процесс, скорость рабочего органа и т.д.).

При перерасчете оборудования на большую производительность, то сразу переходят к конструктивному расчету.

Иногда определение производительности осуществляется методом проверочного расчета, т.е. заданная производительность сопоставляется с расчетной, вычисляемой с учетом конкретных размеров и кинематических параметров установки.

КИНЕМАТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
Кинематическая схема разрабатывается при конструировании новой или модернизации старой машины.

Основные кинематические параметры рабочих органов необходимо знать для того, чтобы получить единицу продукции в строго определенный отрезок времени. Установив рабочий цикл конструкции, можно найти нужный режим работы ее отдельных рабочих органов, а при известных конструктивных параметрах последних вычислить их необходимые скорости.

На практике кинематический расчет предполагает следующее:

  1. определение общего передаточного отношения от вала привода до вала исполнительного механизма;

  2. определение общего передаточного отношения всей кинематической цепи привода между отдельными передаточными механизмами, составляющими эту цепь;

  3. определение конструктивных размеров каждого передаточного механизма для зубчатых и цепных передач – это определение числа зубьев, для ременных передач – расчетного диаметра шкивов и т.д.;

  4. определение частоты вращения каждого звена, каждого вала цепи;

  5. для вариаторов скоростей – определение предельных значений передаточных отношений и частоты вращения выходного вала;

  6. определение скоростей поступательно движущихся элементов передаточных механизмов (реек, плунжеров и т.д.).

Кинематический расчет является и сходным для силового расчета машины и ее отдельных механизмов, а также для энергетического расчета.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
Расчет сводится к определению мощности электродвигателя.

В основе всех методик расчета мощности привода машин лежит общее положение понятия мощности, т.е. отношение затраченной работы (энергии) ко времени, в течение которого совершена эта работа.

По сумме затрат энергии определяется потребляемая мощность, в соответствии с которой подбирается электродвигатель.

РАСЧЕТЫ НА ПРОЧНОСТЬ
При проектировании любой машины (аппарата) необходимо рассчитывать различные механические передачи и их отдельные элементы, муфты, валы, оси, подшипники, корпуса и другие детали.

Эти расчеты проводятся как с целью определения оптимальных конструктивных размеров деталей и узлов, так и с целью проверки их на прочность, надежность и долговечность.

Все эти расчеты приводятся в учебной и справочной литературе по деталям машин.

Необходимо помнить, что важнейшим этапом расчетов на прочность является составление расчетной схемы, от правильности которой зависит точность результата.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Кратко подводятся итоги работы и указывается, какое новое инженерное решение положено в основу проекта и каковы достоинства этого решения, что нового предложено самим студентом, каковы возможности использования материалов дипломного проекта в промышленности.

ТРЕБОВАНИЯ К ОТДЕЛЬНЫМ ВИДАМ ТЕКСТОВОГО МАТЕРИАЛА
1. Таблицы состоят из следующих элементов: порядкового номера, тематического заголовка, боковика, заголовков вертикальных граф, горизонтальных и вертикальных граф основной части.

Если в работе более одно таблицы, то их нумеруют в пределах раздела арабскими цифрами. Например: табл. 2.1 (первая таблица второго раздела).

Над правым верхним углом таблицы должна быть надпись «Таблица» с указанием номера в виде арабской цифры без знака «№» (например: Таблица 2.1).

Заголовки таблиц пишут с прописной буквы, а подзаголовки граф – со строчных, если они составляют одно предложение с заголовком. Если подзаголовки имеют самостоятельные значения, то их пишут с прописной буквы.

Графу «№ п/п» в таблицу не включают.

2. Графики, помещаемые в пояснительной записке, должны содержать ряд вспомогательных элементов:

3. Все иллюстрации (схемы, графики, рисунки) именуются рисунками. Они нумеруются последовательно в пределах раздела арабскими цифрами. Номер рисунка состоит из номера раздела и порядкового номера рисунка, разделенных точкой (например: «Рис. 1.2»).

Подпись под каждым рисунком включает номер и – в одну строчку с ним – содержательную часть (например: «Рис. 2.1. Технологическая схема производства пива»; «Рис. 3.4. Брагопеременная колонна»).

Если приводится экспликация к рисунку, то ее помещают ниже подрисуночной надписи. В этом случае после подписи ставится двоеточие, а сама экспликация начинается с номера позиции и – через тире – объяснения к ней; после каждого объяснения ставится точка с запятой. Пример: Рис. 3.4. Брагоперегонная колонна:

1 – корпус; 2 – тарелки; 3 – спиртовая часть колонны.

Приложение 1. Титульный лист курсового проекта
Министерство образования Российской Федерации

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Уфимский филиал
Кафедра: «Технология зерна и оборудования пищевых производств»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМУ ОБОРУДОВАНИЮ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

АНАЛИЗ РАБОТЫ ФИЛЬТРАЦИОННОГО АППАРАТА ВФУ-5 В ПИВОВАРЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИЗМА РАЗРЫХЛЕНИЯ
ОГУ 170600.4104.13 ПЗ

Руководитель проекта:

_______________ Науширванов Р.Г.

«_____» _______________ 200___ г.
Исполнитель:

студент гр. МС-4

_______________ Петров А.Б.

«_____» ______________ 200___г.

Оренбург-Уфа-2004

Приложение № 2. Задание на курсовой проект
Министерство образования Российской Федерации

ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Уфимский филиал
Кафедра: «Технология зерна и оборудование пищевых производств»

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Печь с канальным обогревом ФТЛ-20
Исходные данные: опыт эксплуатации по ХЗ № 1 и 5.

Технический паспорт


Перечень подлежащих разработке вопросов:

а) описание технологической схемы данного производства;

б) анализ работы печи на производстве;

в) выявление недостатков в работе печи и конструктивные разработки по улучшению ее конструкции;

г) обоснование новых параметров печи на основе технического, кинематического, энергетического теплотехнического и механического расчетов деталей и узлов печи;

д) описание особенностей эксплуатации печей типа ФТЛ;

е) описание порядка сборки и разборки печи.
Перечень графического материала:

а) Технологическая схема производства – 1 лист А1;

б) Общий вид печи в разрезе – 1 лист А1;

в) Узел и рабочие чертежи по модернизации конструкции – 1 лист А1.


Дата выдачи задания «______» _________________________ 2004 г.
Руководитель: Науширванов Р.Г.
Исполнитель:

студент гр. МС-4 Иванов Г.И.
Срок защиты проекта «______» _________________________ 2004 г.

ЗАДАНИЕ № 2. Механизированные конвейерные сушилки тоннельного типа
Произвести расчет, выполнить аппаратурно-технологическую схему, разработать конструкцию конвейерной тоннельной сушилки для длинных макаронных изделий при следующих исходных данных (таблица 2.1.):

1. Производительность сушилки по сухому продукту, G2 (кг/ч);

2. Влажность продукта на входе сушилки (на общую массу), ?1 (%);

3. Влажность продукта на выходе сушилки (на общую массу), ?2 (%);

4. Влажность продукта после стабилизатора-накопителя (на общую массу), ?3 (%);

5. Температура сушильного агента на входе сушилки, t1 (0С);

6. Температура сушильного агента на выходе сушилки, t2 (0С);

7. Температура продукта на входе сушилки, Q1 (0С);

8. Температура продукта на выходе сушилки, Q2 (0С);

9. Время сушки, ? (ч).

При расчетах принять:

1. Параметр свежего воздуха:

температура, t0=200С;

относительная влажность, ?0=70%.

2. Давление в сушилке атмосферное (П=105Па).

3. Теплоемкость абсолютно сухого вещества продукта, Ссух.в.=1,66.

4. Удельные потери тепла в окружающую среду, qп=10% от суммы остальных слагаемых теплового баланса.

5. Подвод тепла в сушильную камеру осуществляется от паровых калориферов. Давление греющего пара, Рг.п.=0,3 МПа.

6. Прототип сушилки выбирается в соответствии с производительностью из таблицы .
Требуется рассчитать:

1. Расход свежего воздуха на сушку, V (м3/ч).

2. Расход теплоты на сушку, Q (кДж/ч или кВт).

3. Мощность электродвигателя вентилятора для воздуха, N (кВт).

4. Поверхность нагрева калорифера, Fк2).

5. Расход греющего пара, Gг.п. (кг/ч).

6. Габаритные размеры сушильного туннеля (камеры): длину, Lк (м); ширину Вк (м); высоту, Нк (м).

7. Мощность электродвигателя конвейера туннельной сушилки.

8. Другие виды расчетов согласно требованиям к курсовым проектам, Nк (кВт).
1. Исходные данные

Таблица 2.1

Последняя цифра шифра

ВЕЛИЧИНЫ

G2

?1

?2

?3

t1

?2

?1

?2

?

1

300

30

13,0

-

38

65

29

35

22

2

400

22

13,5

13

42

70

38

40

22

3

410

29

22

-

40

70

30

38

1

4

750

28

20

-

40

75

29

38

4

5

1000

19

13

13

45

80

36

42

20

6

1010

27

19

-

40

70

29

36

4

7

300

29

13

-

38

62

30

36

20

8

400

21

13

13

45

75

38

42

20

9

410

28

21

-

42

70

30

38

1

0

750

20

13

13

48

80

38

45

20


Прототип сушилки

Таблица 2.2

G2,

300

410

400

750

750

1010

1000

350

Тип сушилки

ЛС2-А

ЛМБ «предв.»

ЛМБ «оконч.»

Б6-ЛМВ/4 «предв.»

Б6-ЛМВ/5 «оконч.»

Б6-ЛМГ/4 «предв.»

Б6-ЛМГ/5 «оконч.»

Уфимс. макор. ф-ка


Пустые кассеты к сушилке подаются с помощью подвесного цепного конвейера.

Таблица 2.3

Техническая характеристика тоннельных сушилок

Показатели

Сушилка Уфимской макаронной фабрики

ЛС2-А

Производительность, кг/ч

до 375

Количество сушильных шкафов, шт.

10

12

Количество осевых вентиляторов № 7, шт.

10

24

Количество ценных конвейеров, шт.

2

2

Длина цепного конвейера, мм

8400

21060

Ширина цепного конвейера, мм

1000

500

Скорость цепного конвейера, м/ч

0,4ч1,0

0,6ч1,8

Максимальное количество кассет на конвейере, шт.







по длине

23

32

по ширине

4

2

по высоте

17

22

Максимальное количество кассет в сушилке, шт.

3128

2816

Скорость конвейера возврата пустых кассет, м/с

0,25

0,20

Установленная мощность электродвигателей, кВт

21,5

39,04

Габаритные размеры сушилки, мм







длина

8500

28060

ширина

3500

4355

высота

2200

3775

Масса, кг

-

8200



2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ЗАДАНИЯ № 2
2.1. Аппараты для сушки пищевых сред

Сушка – процесс удаления влаги из продукта, связанный с затратами теплоты на фазовое превращение воды в пар.

Существующие принципы обезвоживания обеспечивают удаление влаги без изменения агрегатного состояния (прессование, центрифугирование, сепарирование, фильтрация и др.), с изменением агрегатного состояния (выпаривание, конденсация, сублимация, сушка и др.), а также комбинированным способом (вакуум-сублимационная сушка, с использованием перегретого пара, Х- и ВЧ нагрев и др.).

По способу подвода теплоты к продукту различают: конвективную сушку (непосредственное соприкосновение продукта с сушильным агентом), кондуктивную сушку (передача теплоты от теплоносителя к продукту через разделяющую перегородку), вакуум-сублимационную сушку (испарение замороженного продукта при глубоком вакууме), диэлектрическую сушку (нагревание сырья в электромагнитном поле) и др.

Согласно заданию нас интересуют конвективные сушильные установки (сушильный агент выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя), в которых градиент температуры направлен в сторону, противоположную градиенту влагосодержания, что замедляет удаление влаги из продукта.

Конструкция сушилки должна, прежде всего, обеспечить равномерный нагрев и сушку продукта при надежном контроле его температуры и влажности. Сушилки должны иметь достаточно высокую производительность, но при этом должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и электроэнергии, иметь возможно меньшую металлоемкость.

Кроме того, задана конвейерная тоннельная сушилка, представляющая сушильные тоннели (камеры), внутри которых расположены конвейеры (цепные, ленточные) и снабжены вентиляционным оборудованием. Сушка продукта осуществляется чистым, нагретым в паровых или огневых калориферах воздухом, температура которого зависит от вида высушиваемого продукта и его влажности.

В качестве примера рассмотрим сушилку Уфимской макаронной фабрики (рис. 2). Она представляет собой камеру, разделенную по всей длине на два параллельно расположенных тоннеля 1 и 4 с вентиляционным каналом 2 между ними, разделенным на четыре секции. В нижней части каждого тоннеля имеются цепные конвейеры 7. В верхней части камеры, в воздуховодах, установлено десять осевых вентиляторов: восемь вентиляторов 3 расположены по четыре с каждой стороны сушилки, а два вентилятора 8 повернуты на 900 и установлены над средним вентиляционным каналом в начале и конце его. Каждая секция продувается воздушным потоком от двух осевых вентиляторов. Теплый воздух от калорифера подается по центральному воздуховоду 5, расположенному над сушилкой, и по отводным трубкам 6 распределяется в три последние зоны сушки.

Наполненные макаронами кассеты штабелируются на поддоны, устанавливаются на конвейеры по четыре в ширину, высотой в семнадцать рядов и транспортируются с помощью цепных конвейеров внутрь сушилки. Движение цепных конвейеров прерывистое, осуществляется через червячный редуктор от электродвигателя с мощностью 4,5 кВт.
2.2. Технологический расчет

1. Продолжительность сушки ?с (ч) в сушилках непрерывного действия равна продолжительности прохождения кассет с изделиями через тоннель:

?с=,

где n – число вентиляционных установок в ряду, (шт.);

ℓ - длина одной вентиляционной установки, (м);

v – скорость движения цепных конвейеров, (м/с).
2. Производительность сушилки Q (кг/ч)

,

где - вместимость сушилки, кг:

=mg',

где m – число кассет в сушилке, (шт.);

g' – вместимость одной кассеты, кг.






2.3. Теплотехнический расчет

Расчетная схема сушилки туннельного типа (сушилка Уфимской макаронной фабрики и сушилка типа ЛС2-А) представлена на рис. 3. Воздух с параметрами t0, ?0, х0, i0 подается вентилятором в калорифер и подогретый воздух с параметрами t1, ?1, х1, i1 поступает в сушильные камеры (туннели).

Одновременно в туннели двумя потоками при помощи двух конвейеров подаются стопки кассет, загруженные сырыми макаронными изделиями в количестве G1, при температуре Q1 и влажности ?1. При перемещении конвейеров по тоннелям продукт обдувается нагретым воздухом от осевых вентиляторов и как результат на выходе влажность макаронов понижается до значения ?2, температура повышается до t2.

Отработавший воздух с параметрами t2, ?2, х2, i2 отсасывается вентиляторами.

Высушенные изделия (макароны) в количестве G2 при температуре Q2 и влажности ?2 на выходе из сушилки выгружаются из цепных конвейеров на роликовые конвейеры и поступают на охлаждение и стабилизацию.

1. Количество влаги W (кг/ч), испаряемое в процессе сушки и количество высушенного продукта G2 (кг/ч) определяются:

W= G1=; G2=G1-W

2. По исходным данным t0, t1, t2, ?0, пользуясь i-х диаграммой, строят процесс для теоретической сушилки и по диаграмме графически находят значения влагосодержания х0, х2 (кг влаги/кг сухого воздуха) и энтальпии i0, i1 (кДж/кг сухого воздуха). Диаграмма i-х (диаграмма Рамзина) состояния влажного воздуха приведена в Приложении Е.

3. Удельный расход воздуха ℓ (кг/кг испаряемой влаги) на испарение 1 кг влаги определяется по формуле:



4. Удельный расход теплоты qк (кДж/кг испаряемой влаги) на испарение 1 кг влаги для теоретической сушилки равняется:

qк=ℓ(i1-i0)

5. В действительной сушилке теплота расходуется на:

а) подогрев материала (кДж/кг)

qм=

где См – удельная теплоемкость влажного материала (кДж/кг·К)

См=,

где С? – теплоемкость воды, (кДж/кг·К); С?=4,19 кДж/кг·К;

б) подогрев транспортного устройства (кДж/кг)



6. Теплота, вносимая в сушилку с влагой материала, (кДж/кг)

Qww·?1

7. Потери теплоты в окружающую среду (кДж/кг)

q'п=(qк+qм+qтр-qw)

8. Поправка на действительный сушильный процесс (кДж/кг)

∆=(qд+qw)-(qм+qтр+q'п),

где qд – дополнительный водвод теплоты в сушилку, для нашего случая

qд=0


Приложение Е

(справочное)

Диаграмма Рамзина для влажного воздуха





Диаграмма i-х для влажного воздуха.
9. Зная величину ∆, из уравнения ∆=ℓ(i'2-i1) определяется энтальпия i'2 (кДж/кг) воздуха на выходе из сушилки для действительного процесса сушки:

i'2=i1+

10. По значениям величин i'2 и t2 строят на i-х диаграмме процесс сушки в действительной сушилке и находят величину влагосодержания х'2 для этого процесса, а затем рассчитывается расход воздуха ℓ' (кг/кг испаряемой влаги) на испарение 1 кг влаги для действительной сушилки:

ℓ'=

11. Общий расход воздуха на действительную сушку L (кг/г)

L= ℓ'·W

12. Общий расход теплоты на сушку Q (кДж/г)

Q=L(i1-i0)

13. По значению температуры греющего пара в калорифере, определяемого уравнением tг.п.=t1+100С из таблицы свойств сухого насыщенного водяного пара находим величину теплоты парообразования (конденсации пара) –r (кДж/кг), тогда расход греющего пара Gг.п. (кг/г) на процесс сушки определяется:

Gг.п.=

В конце решения задачи, необходимо привести графики процессов сушки с использованием диаграммы i-х влажного воздуха, построенные на миллиметровой бумаге (для теоретической и действительной сушилок).

14. Поверхность нагрева калорифера

Fк=,

где к – коэффициент теплопередачи через стенки калорифера,

к=48ч118 кДж/(м2·ч·к);

∆tср – средняя разность температур греющей поверхности калорифера и воздуха, т.е.

∆tср=tг.п.-tв,

где tв – средняя температура воздуха для всей поверхности нагрева, т.е.

tв=( t1+ t2)/2;

tг.п. – температура теплоносителя определяют по давлению Рг.п. по графику (Приложение А).

15. Расход воздуха на охлаждение макарон после сушки определяется из равенства:

Gв·Св·(tк-tн)·Кс=vв·Сн·∆tн·G1,

где Gв – расход воздуха (производительность вентиляторов), м3/ч;

Св – удельная теплоемкость воздуха, Св=1·103Дж/(кг·к);

Tк – температура воздуха на выходе из охладителя, 0С;

tн – начальная температура воздуха, 0С;

Кс – коэффициент, учитывающий охлаждение продукта естественной теплоотдачей через стенки охладителя, Кс=1,5ч1,7;

vв – удельный объем воздуха, vв=0,89 м3/кг;

G1 – производительность линии, кг/ч;

∆tн – степень охлаждения продукции, 0С.

16. Число бункерных накопителей – стабилизаторов:

К=G1?/v,

где ? – продолжительность стабилизации, ч;

v – вместимость бункера, кг.
2.4. Энергетический расчет

1. Суммарная мощность электродвигателей вентиляторов, необходимая для перемещения воздуха в сушилке

, кВт
где Vобщ – объемный общий расход агента сушки (влажного воздуха) на входе сушилки, м3/с;

Р – полное сопротивление сушильной установки;

для конвейерных сушилок СПК Р=0,5ч0,25 кПа;

для шкафных сушилок типа ЛС2-А Р=1…4 кПа

?в=коэффициент полезного действия (КПД) вентилятора, ?в=0,9;

?п – КПД передачи, ?п=0,95ч0,98

Кп – коэффициент потерь энергии в подшипниках, Кп=0,8ч0,99.
2. Мощность электродвигателя щепного конвейера тоннельной сушилки [ ]

N=Vк=[m1(Lкfn)+4m0(Lкfn)]·, кВт,

где Vк – скорость цепного конвейера, м/с; Vк=(1…5)·10-4, м/с;

m1 – масса груза на 1 м конвейера, кг;

Lк – длина цепного конвейера, м; (принимается равной длине сушилки);

fn – приведенный коэффициент сопротивления перемещению цепного конвейера по направляющим; fn=0.3ч0,35;

m0 – масса 1 м цепи, кг; m0=20ч50 кг;

? – КПД передачи, ?=0,75ч0,80.
2.5. Конструктивный расчет

1. Габаритные размеры сушильных камер, в которых перемещаются кассеты с продуктом

1.1. Длина сушильной камеры для макаронных изделий в лотковых кассетах

Lк=ℓк·nк.д.·к'·ℓ0, м,

где ℓк – длина лотковой кассеты, м;

к' – коэффициент укладки кассет, учитывающий зазоры между ними, к'=1,05…1,1;

0 – коэффициент, учитывающий удлинение сушилки за счет зоны стабилизации изделий, м; ℓ0=1,3 м;

nк.д. – количество кассет, устанавливаемых по длине сушилки,

nк.д.=n/n'n?,

где n=G1·?/m – число кассет в сушилке:

m – масса продукта в одной кассете, кг;

G1 – масса поступающего в сушилку сырого продукта в единицу времени, кг/ч;

? – продолжительность сушки макарон, ч; ?=16ч24 ч.

n' – число металлических кассет на цепном конвейере по ширине;

n? - число кассет по высоте.
1.2. Ширина сушильной камеры:

Вк=(n'·nц·вк·к')+вш+2в0, м,

где ?ц – количество ценных конвейеров в сушилке;

вк – ширина лотковой кассеты, м (вк=0,225м);

вш – ширина вентиляционной установки, м (вш=0,4ч0,5 м);

во – расстояние между стенкой сушилки и стопкой кассет с продуктом, м (во=0,4ч0,7 м).
1.3. Высота сушильной камеры

Нк=?к.в.·hк·2h0, м,

где ?к.в. – число лотковых кассет, устанавливаемых по высоте на цепном конвейере;

hк – высота лотковой кассеты, м (hк=0,068 м);

h0 – расстояние между стенкой и полом или перекрытием сушилки, м (h0=0,4ч0,7 м).
2. Габаритные размеры сушильных камер, в которых перемещаются бастуны с продуктом.

2.1. Длина сушильной камеры для длинных макарон, навешанных на бастуны

Lб=, м, ( )

где - число бастунов в сушилке;

- шаг между бастунами на конвейере, м (=0,031 м);

- количество ярусов в сушилке;

- дополнительная длина сушилки, учитывающая установку цепных конвейеров для перекладки бастунов, м (=0,5ч0,8 м).
2.2. Число бастунов в сушилке

=G1·?/m, ( )

где G1 – масса поступающего в сушилку сырого продукта в единицу времени, кг/ч;

G1= G2, кг/ч

G2 – масса высушенного материала в единицу времени, кг/ч;

, - начальная и конечная влажность материала, %.

2.3. Масса изделий на одном бастуне

m=n·ℓn·S·?, кг, ( )

где n – число формующих отверстий в матрице;

S – площадь поперечного сечения макаронного изделия, м2;

? – плотность отформованных тестовых заготовок, кг/м3 (?=1392-1447 кг/м3);

n – развернутая длина сырой макаронной пряди на бастуне:

n=4(ℓ'u+ℓ?u)?, м, ( )

где ℓ'u – длина сухого отрезка макаронных изделий, м

(ℓ'u=0,22ч0,25 м);

ℓ?u – длина сухих отходов после резки, м (ℓ?u=0,005ч0,01 м);

? – коэффициент линейной усадки макаронных изделий, %

(?=7+8%).

2.4. Ширина сушильной камеры для сушки макарон на бастунах

Она определяется с учетом расстояния между двумя цепными конвейерами, равного длине бастуна (2 м), и двух воздуховодов по 0,5 м

В?=2+(2·0,5)=3 м.

2.5. Высота сушильной камеры:

Н?=1,2(ℓn·nя), м ( )
3. Габаритные размеры конвейерных ленточных сушилок (для коротких макаронных изделий)

3.1. Количество продукта на лентах

Gм= G1·?, кг ( )

3.2. Длина рабочей части ленты

Lп=, м, ( )

где - насыпная плотность продукта на ленте, кг/м3 (=612ч637 кг/м3);

Fм – площадь поперечного сечения продукта на ленте, м2 (Fм=вh), где

в – ширина слоя продукта на ленте, м; в=1,7ч1,8 м;

h – высота слоя на ленте, м (h=0,03ч0,06 м).

3.3. Скорость движения ленты:

V=, м/ч ( )

3.4 Производительность:

П=вhv? ( )




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации