Разработка теплообменника для производства сливок - Курсовая работа

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь Курсовой проект на тему: «Разработка теплообменника для производства сливок» Ключевые слова: сливки, молоко, теплообменник, расчет, фланцевые соединения, трубчатая решетка, пастеризация. В результате выполнения проекта произведен обзор конструкций теплообменных аппаратов.Молочная промышленность - высокоразвитая отрасль, оснащенная передовой современной техникой. В ее состав входят предприятия по производству цельномолочной продукции, животного масла, молочных консервов, различных видов сыров и других продуктов. В США, например, на выработку цельномолочной продукции (молоко, сливки, кисломолочные продукты) расходуется 50% общего объема молока, поступающего в промышленную переработку, в Великобритании - свыше 40%. В последние годы разработаны и поступают в продажу новые виды питьевого молока с повышенным содержанием кальция, обогащенные витаминами (В, С, группа В).Сливки - полидисперсная, многофазная система, включающая грубую дисперсию молочного жира, тонкую коллоидную систему казеиновых частиц и дисперсию липопротеиновых, молекулярные растворы сывороточных белков, низкомолекулярных азотистых соединений лактозы, солей и др. Состоят сливки из тех же компонентов, что и молоко, но с другим соотношением между жировой фазой и плазмой (не жировыми компонентами), поэтому физико-химические свойства молока и сливок (вязкость, кислотность, дисперсность жировой фазы и др.) существенно различаются. Сливки пастеризуются при более высокой температуре, чем молоко. Технологический процесс производства пастеризованных сливок состоит из следующих операций: · приемка и подготовка сырья, · нормализация сливок, · пастеризация, · охлаждение, · розлив, · упаковывание, · маркирование и хранение. Обработка нагреванием обеспечивает безопасность потребления и высокие вкусовые качества продукта и поэтому на современном уровне техники является наиболее экономически эффективным и практически доступным способом обработки молока.Сливки - это молочный продукт для непосредственного потребления, вырабатывают в пастеризованном и стерилизованном виде. Для изготовления сливок применяют молоко не ниже II сорта кислотностью не выше 19 Т по ГОСТ 13264; сливки, поступающие с периферийных заводов, кислотностью плазмы не более 24Т; сухие и пластические сливки. Нормализацию сливок проводят в двух случаях: если массовая доля жира в сливках выше нормируемой величины, то добавляют цельное или обезжиренное молоко; если массовая доля жира в сливках ниже нормируемой величины, то добавляют сливки с более высоким содержанием жира. Затем их пастеризуют: сливки с массовой долей жира 10 % - при80 ± 2°С; 20 и 30 % - при 85 ± 2°С с выдержкой 15-20 с. 25228; сливки с массовой долей жира не более 30%, кислотностью не более 15 Т, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы; молоко, обезжиренное кислотностью не более 19 Т, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы; молоко сухое обезжиренное распылительной сушки по ГОСТ 10970 кислотностью не более 19 Т, термоустойчивостью не ниже III группы.В зависимости от конструктивного исполнения эти аппараты подразделяют на трубчатые, пластинчатые, спиральные, теплообменники с рубашкой, с оребренной поверхностью и др. Трубчатые аппараты, в свою очередь, делят на кожухотрубные (типа «труба в трубе»), элементные (секционные) и змеевиковые. Они допускают создание больших поверхностей теплообмена в одном аппарате, просты в изготовлении и надежны в работе. Они допускают создание больших поверхностей теплообмена в одном аппарате, просты в изготовлении и надежны в работе. Подбором диаметров внутренней и наружной труб можно обеспечить обеим рабочим средам, участвующим в теплообмене, необходимую скорость для достижения высокой интенсивности теплообмена.Из теплового расчета конструктору известны следующие параметры будущего аппарата: площадь поверхности теплообмена, пропускная способность (производительность), скорость движения продукта, размеры труб, все теплофизические константы участвующих в теплообмене элементов, коэффициенты и другие параметры, характеризующие данный тепловой процесс. Длина пучка труб для осуществления теплообменного процесса может быть представлена зависимостью где F - площадь поверхности теплообмена, м2; V - пропускная способность пучка труб, м3/с; Количество труб в пучке принимаем =96 Размещаем трубы по сторонам правильных шестиугольников (по вершинам равносторонних треугольников).Корпус аппарата будет изготовляться сварным. Коэффициент прочности сварных швов примем равным = 0,7. Коэффициент ослабления решетки определяется по выражению: Проверяем толщину трубной решетки Проверяем ромбический участок трубной решетки на изгиб Определяем усилия в трубах и корпусе, возникающие от разности давлений внутри и вне аппарата при ЕТ=ЕК=1,96•1011 Па - модули упругости первого рода для материалов труб и корпуса при рабочей температуре, Па.4.3.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБОСНОВАНИЕ ТЕМЫ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ СЛИВОК

3. ОБЗОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ СЛИВОК

4. РАСЧЕТ И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ЧАСТИ

4.1 Расчет теплообменника

4.2 Расчет корпуса

4.3 Расчет фланцевых соединений

4.4 Расчет опор

5. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ