Расчет параметров и разработка гомогенизатора молока - Курсовая работа

Молочная промышленность (включая маслосыродельную) в 2003 г. насчитывала 3200 молокоперерабатывающих предприятий в том числе крупных и средних - 1151 (с проектной мощностью более 50 т. в сутки). Каждое пятое предприятие пищевой и перерабатывающей промышленности в России относится к молочной (в среднем приходится около 10 предприятий на субъект федерации). Мощности предприятий молочной промышленности в настоящее время позволяет переработать большое количество молока - более 250000 т. в сутки и выработать масло животного 3317 т. в смену, сыра сычужного 672 т., цельномолочной промышленности - 33556 т., сухих молочных продуктов - 227 т. Уровень использования мощностей составляет: 37 % по производству цельномолочной продукции, 27 % масла у животного, 59 % сыра сычужного, 44 % сухого цельного молока, 37 % СОМ, ЗЦМ и сухой сыворотки, 53 % консервов молочных.Гомогенизаторы этого типа служат для обработки молока и сливок с целью предотвращения их расслаивания при хранении [2]. 1 показана двухступенчатая гомогенизирующая головка, состоящая из корпуса 3 и клапанного устройства, основными частями которого являются седло клапана 7 и клапан 2. Жидкость, нагнетаемая насосом под тарелку клапана, давит на тарелку и отодвигает клапан от седла, преодолевая сопротивление пружины [1]. Этот способ механической обработки (гомогенизация) молока и жидких молочных продуктов служит для повышения дисперсности в них жировой фазы, что позволяет исключить отстаивание жира во время хранения молока, развитие окислительных процессов, дестабилизацию и подсбивание при интенсивном перемешивании и транспортировании. Диспергирование жировых шариков, т. е. уменьшение их размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных машинах - гомогенизаторах.Гомогенизаторы состоят из следующих основных узлов: кривошипно-шатунного механизма с системой смазки и охлаждения, плунжерного блока с гомогенизирующей и манометрическими головками и предохранительным клапанном, станины. Кривошипно-шатунный механизм описываемых гомогенизаторов состоит из коленчатого вала, установленного на двух конических роликоподшипниках; крышек подшипников; шатунов с крышками и вкладышами; ползунов, шарнирно соединенных с шатунами с помощью пальцев; стаканов; уплотнений; крышки корпуса и ведомого шкива, консольно закрепленного на конце коленчатого вала. Конструкция корпуса и сравнительно небольшие нагрузки на кривошипно-шатунный механизм гомогенизатора К5 - ОГ2А - 1,25 позволяет охладить масло, помещенное внутри корпуса, за счет теплоотдачи с поверхности в окружающую среду. На торцевой плоскости плунжерного блока имеет гомогенизирующая головка, предназначенная для выполнения двухступенчатой гомогенизации продукта за счет его прохода под высоким давлением через щель между клапанном и седлом клапана в каждой системе ступени. В нерабочем положении клапан плотно прижат к седлу пружиной 8, которая стала регулировочным винтом 11, а в рабочем, когда нагнетается жидкость, клапан приподнят давлением жидкости и находится в "плавающем" состоянии.Мощность, необходимая на привод, определяется по формуле для расчета мощности насосов: V - объемная производительность гомогенизатора, м3/с; Найдем предварительное натяжение ремня F0, необходимое для создания силы трения между ремнем и ремнями; а также натяжение ведущей ветви F1 и ведомой ветви F2 по формулам: где е - основание натурального логарифма; Сила натяжения в ремне создают нагрузки на валы. Найдем коэффициент тяги, который показывает, какая часть предварительного натяжения ремня F0 реализуется для передачи полезной нагрузки Ft: ?=1566,2/2·2284,7=0,34 Расчет на долговечность .Основная причина усталостного разрушения ремня - циклически изменяющиеся напряжения, существенно зависящие от базового числа циклов изменения напряжений Nоц и фактического числа пробегов ремня за время эксплуатации: Nоц=3600·а Т0·?, (36) где а - число шкивов, Т0 - наработка ремня, ч ? - частота циклов изменения напряжений, равная частоте пробегов ремня в секунду.Проведя работы над разработкой гомогенизатора молока, я изучил конструкции аппаратов пищевой промышленности и протекающие в них процессы, также провел обзор аппаратов соответствующих тематики, их анализ вывел преимущество и недостатки на основании расчетного поиска.

Содержание

Введение

1. Основные сведения о процессе гомогенизации и способах его осуществления

2. Выбор прототипа гомогенизатора молока, описания конструкции и работы гомогенизатора

3. Выбор конструкции аппарата и расчет основных его параметров

4. Определения конструктивных параметров насосного блока и расчет мощности на привод

Заключение

Литература

Проведя работы над разработкой гомогенизатора молока, я изучил конструкции аппаратов пищевой промышленности и протекающие в них процессы, также провел обзор аппаратов соответствующих тематики, их анализ вывел преимущество и недостатки на основании расчетного поиска. В результате технологических расчетов я разработал гомогенизатор, характеристика которого: производительность 2,3 м3/ч, давление гомогенизации 22 МПА, температура поступающего продукта 60-80 0С, число плунжеров - 3, ход плунжеров - 40 мм, число ступеней гомогенизации - 2; давление подачи продукта 0,66 - 0,1 МПА; установленная мощность - 15.5 КВТ; габаритные размеры: 1430 1110x1640; масса 1600 кг.

Размеры клапана: hkm=0,001 м;dkm=0,0084 м.

Скорость движения жидкости в щели клапана составляет 207 м/с; усилие затяжки пружины при давлении гомогенизации 22 МПА, составляет 4400 Па м2, диаметр плунжеров составляет 40 мм.

Исходя из расчетов, гомогенизатор удовлетворяет технологическим, техническим, экономическим и др. требованиям.

1. Курочкин А.А., Лященко В.В., "Технологическое оборудование для переработки продукции животноводства"

2. С.А. Бредихин " Технология и техника переработки молока"

3. Сурков "Технология и техника переработки молока"

4. Зимняков В.М. "Практикум по основам расчета и конструирования машин и аппаратов перерабатывающих производств".

5. М.И. Ерохин "детали машин и основы конструирования".

6. Панфилов В.А. "Машины и аппараты пищевых производств"

7. Г.Р. Кавецкий, Б.В. Васильев "Процессы и аппараты пищевой технологии".

8. Г.К. Крусь "Технология молока и молочных продуктов