Разработка линии для производства глазированных сырков

Наполнительный автомат ДН1-1-250-1 карусельного типа непрерывного действия, принимает банки с цеховых транспортных устройств, делит их поток по шагу, формирует дозы, удаляет наполненные банки с карусели, выдает банки в закаточную машину. В состав автомата входят станина, разливочное устройство, продуктовый бак, продуктовод, механизм приема банок, карусель, столики, конический редуктор.

Станина из чугунной плиты, сварной рамы и кожуха из нержавеющей стали служит для установки и крепления всех узлов автомата. На полом валу карусели сборной конструкции закреплены диск со столиками, зажим и продуктовый бак. Столики для подъема и транспортирования банок поднимаются при обкатывании ролика по копиру. Механизм приема банок включает шнековое устройство, конвейер и приемную звезду. Конический редуктор для передачи крутящего момента от закаточной машины к механизмам наполнительного автомата установлен на станине.

Продуктовый бак накапливает продукт, поступающий по продуктопроводу. В его верхней части установлен регулятор уровня продукта в баке, в нижней — разливочные устройства (патроны) для наполнения банок. Пустые банки поступают в приемное устройство и звездой направляются на столики карусели, при вращении которой столик поднимается по копиру, и банка, упираясь в корпус патрона, поднимает его, открывая выход продукта в банку. При опускании наполненной банки продукт прекращает поступать и банка передается на закатывание.

Машина закаточная ЗК8-1-250-2 относится к унифицированному ряду закаточных машин. Ее частями являются станина, механизмы приема и подачи, закаточная карусель, выбросной механизм, маркер, коробка скоростей, электрооборудование.

Механизм  приема банок от наполнителя состоит  из неподвижного стола и цепи с носителями, размещенными по шагу. Механизм подачи банок с одновременной ориентацией крышек относительно банок и транспортирования их в закаточную карусель состоит из подающей звезды, направляющей и магазина для крышек. Маркер представляет собой роликовый штамп со сменными матрицами и пуансонами. Закаточная карусель для закатывания банок двойным закаточным швом состоит из верхнего корпуса, нижней планшайбы и соединительной колонны. В расточках верхней планшайбы установлены шпиндели, несущие патроны и закаточные узлы первой и второй операций, на нижней планшайбе — поджимные столики для поджима банок к закаточным патронам. Выбросной механизм для удаления закатанных банок из закаточной карусели включает выбросную звезду, столик и направляющие.

Наполненные на автоматическом наполнителе банки  передаются на неподвижный стол цепью с носителями. По пути движения банка отжимает рычаг блокировки, после чего магазин выдает крышку, которая маркируется и звездой с носителями подается в закаточную карусель, где надевается на банку. Банка с крышкой устанавливается в патрон закаточного механизма, закатывается, снимается с патрона и выдается из машины выбросной звездой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3  Инженерно – технологические  расчеты

 

3.1 Производительность

 

При расчете  выпарных аппаратов используют уравнения материального и теплового балансов и уравнение теплопередачи.

1. Материальный баланс по нелетучему растворенному веществу определяется уравнением:

                                   М₁·S₁=S₂·(M₁-W),                                                  (3.1)

где S₁ - начальная концентрация растворенного вещества, %;

W - количество выпаренного растворителя, кг/ч;

S₂ - конечная концентрация растворенного вещества, %;

М₁- производительность по растворенному веществу, кг/ч.

Откуда конечная концентрация сухих веществ равна

                                     S₂=М₁·S₁/(M₁-W);                                                     (3.2)

S₂=2726·10/(2726-2045)=40,03 %;

                                              S₂=40,03%.

2. Масса сгущенного продукта в час:

                                      М₂=М₁ – W,                                                                (3.3)

                                        М₂=М₁-W=2726-2045= 681 кг/ч;

                                        М₂ = 681кг/ч.

3. Удельный  расход пара на выпаривание  представляет собой отношение общего расхода пара к количеству выпаренной воды:

                                         ,                                                                    (3.4)

4. Расход греющего  пара:

                                          D_o=D_г·(1+u),                                                            (3.5)

где D_г-расход греющего пара, кг/ч;

                                          D₀=620/(1+0,6)=584,9 кг/ч;

                                           d =584,9/2045=0,29 пар/ч.

 

5. Коэффициенты испарения и самоиспарения:

a — коэффициент испарения, показывающий количество воды, выпариваемой за счет использования теплоты 1 кг греющего пара:

                               ,                                                 (3.6)

                                a=(2639– 314)/(2608- 60·3,97)=0,98;

                                a=0,98.

b — коэффициент самоиспарения, показывающий количество воды, выпаренной за счет использования теплоты 1 кг раствора, кДж/(кг  К):

                                   , (3.7)

.                               b =((78 –60)·3,97)/(2608 - 60·3,97)=0,03;

                                b =0,03.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Расчет температуры и давления

 

1. Давление вторичного  пара в конденсаторе

                                               Р_конд = Р_атм – Р_вак,                                              (3.8)

где Р_атм – атмосферное давление , Р_атм = 0,1013МПа;

Р_ваак – ваакум в конденсаторе, Р_ваак=70,5кПа;

                                               Р_конд=0,1013 – 0,0705 = 0,0313МПа;

                                               Р_конд= 0,0313МПа;

2. Общая разность температур  вычисляется по формуле:

                                              ∆t_общ=t_гр – t_конд,                                                                (3.9)

где t_гр – температура греющего пара, ºС;

       t_конд - температура на входе в конденсатор, ºС.

Находим по таблицам t_конд = 70 ºС, t_гр = 145ºС, следовательно

                                             ∆t_общ=145 – 70=75 ºС;

                                             ∆t_общ=75 ºС.

3. Температура вторичного  пара в сепараторе выпарного  аппарата:

                                              t_вт = t_конд + ∆_г,                                                   (3.10)

где ∆_г – гидравлическая депрессия, принимается равной 1 ºС;

                                             t_вт = 75 + 1 =76 ºС.

4. Давление в выпарном  аппарате находим по таблице  «Водяной пар в состоянии насыщения»: при t_вт = 76 ºС, Р_вт = 0,040 МПа.

5. Определим температурную  депрессию сгущенного молока  при

 Р_вт = 0,029 МПа:

                                            ∆_t = ,                                                     (3.11)

где Т² – абсолютная температура кипения воды при данном давлении, К;

       r –  теплота испарения воды при  данном давлении, Дж/кг;

     ∆_t^а – температурная депрессия при атмосферном давлении, ∆_t^а=10 ºС;

                                            ∆_t = 16,2·348²·10/(2320·10³)=8,5ºС;

                                            ∆_t = 8,5ºС.

 

6. Температура кипения раствора  на поверхности определяется  по формуле:

                                                t_к = t_вт + ∆_t + ∆_г,                                                (3.12)

                                                t_к = 75 + 8,5 + 1 =85,5ºС.

7. Потери от гидравлического  эффекта определяются по формуле:

                                               ∆_г.с. = t_к.с. – t_к,                                                   (3.13)

где t_к.с – температура кипения раствора посередине греющих труб при давлении:

                                                Р_с = Р_вт + ∆Р_г,                                                      (3.14)

где Р_с – давление раствора у середины греющих труб;

Р_вт – давление в выпарном аппарате.

                                                ∆Р_г = h·ρ_э·g,                                                     (3.15)

                                                h = h_изб + h_тр/2,                                                (3.16)

где h_изб – расстояние от уровня раствора в аппарате до трубной решетки, м

h_изб = 0,1 м;

h_тр – длина греющих труб, м:

h_тр = 2 м.

                                                h =0,1 + 2/2 = 1,1м;

где ρ_э плотность парожидкостной эмульсии в греющих трубах, кг/м³ .

                                           ρ_э=(0,5÷0,7)ρ ,                                                     (3.17)

где ρ – плотность  молока, кг/м³:

      ρ = 1030кг/м³;

                                           ρ_э = 0,55 · 1030 = 566,5 кг/м³;

                                           ρ_э = 566,5 кг/м³.

Тогда  ∆Р_г = 1,1·566,5·9,81 = 0,0061МПа;

∆Р_г =0,0061МПа.

Давление раствора у  середины греющих труб:

                                           Р_с = 0,040 + 0,0061 = 0,0461МПа.

Температура кипения  растворителя определяется по таблице  насыщенного водяного пара при давлении Р_с = 0,0461МПа,t_р.с. = 79,5ºС;

Тогда                                   ∆_г.с. = t_p.c – t_вт = 4,5ºС.

Температура кипения  раствора посередине греющих труб:

                                         t_к.с. = t_к + ∆_r.с =85,5 + 4,5 = 90 ºС.

8. Полезная разность  температур:

                                       ∆t =∆t_общ - ∑∆,                                                        (3.18)

где ∑∆ - сумма потерь общей разности температур (депрессий), ºС;

                                  

 

                                  ∑∆ = ∆_t + ∆_г.с. +∆_г;                                                  (3.19)

                                       ∑∆ = 8,5 + 4,5 +1,0 = 14ºС;

                                        ∆t =75 – 14 = 61ºС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3. Тепловые расчеты

 

1. Тепловая нагрузка  в вакуум-аппарате

                                ,                                                          (3.20)

где F – площадь поверхности  теплообмена греющей камеры, м², F = 1250 м²;

      Z – продолжительность  выпаривания, Z = 1час;

                                q=620·(2639 – 314)/1250·1 =1153,2Вт/м²;

                                q=1153,2Вт/м².

2. Интенсивность процесса:

                                I = ,                                                                             (3.21)

                                I = 2045/1250 = 1,77 кг·влаги/м².

3.Усредненный коэффициент  теплопередачи:

                                I = ,                                                              (3.22)

где k – усредненный коэффициент теплопередачи;