Введение
1 Состояние вопроса
2 Технические описания работы установки
2.1 Описание принципа работы технологической схемы
2.2 Описание принципа работы проектируемого аппарата
3 Технические расчеты проектируемого аппарата
3.1 Материальный расчет проектируемого аппарата
3.2 Конструктивный расчет проектируемого аппарата
3.3 Тепловой расчет проектируемого аппарата
4 Технические расчеты комплектующего оборудования
4.1 Расчет и подбор калорифера
4.2 Расчет и подбор циклона
5 Гидравлический расчет установки
5.1 Гидравлический расчет продуктовой линии
5.2 Подбор нагнетательного оборудования
Заключение
Список использованных источников
Введение
Процессы сушки широко применяются в промышленности и сельском хозяйстве. Объектами сушки могут быть разнообразные материалы на различных стадиях их переработки (сырьё, полуфабрикаты, готовые изделия).
Сушкой называется процесс удаления из материала любой жидкости, в результате чего в нём увеличивается относительное содержание сухой части. На практике при сушке влажных материалов, в том числе пищевых продуктов, удаляют главным образом воду, поэтому под сушкой понимают процесс обезвоживания материалов.
Материалы сушатся с различной целью: для уменьшения массы (это удешевляет их транспортировку), увеличения прочности (керамические изделия, древесина), повышения теплоты сгорания (топливо), повышения стойкости при хранении и для консервирования (зерно, пищевые продукты, биопрепараты).
Большинство пищевых продуктов являются влажными телами, содержащими значительное количество воды. Однако избыток воды снижает питательную ценность пищевых продуктов, значительно удорожает их транспортировку и может вызвать порчу продуктов вследствие жизнедеятельности различных микроорганизмов в водной среде. Поэтому большинство пищевых продуктов подвергают сушке, в процессе которой их влажность значительно снижается.
Процесс тепловой сушки пищевых продуктов заключается в переводе влаги, находящейся в них, в парообразное состояние и удаление образующегося пара во внешнюю, окружающую продукты, среду.
По способу подвода теплоты к материалу различают сушилки конвективные, контактные (сушка на горя¬чих поверхностях), с лучистым нагревом (терморадиационные), с нагревом токами высокой частоты, акустические. Наиболее широко в пищевой промышленности применяются конвективные сушильные установки, в которых сушильным агентом является нагретый воздух или смесь его с топочными газами. Продукты, используемые для питания человека, высушиваются воздухом.
Основные элементы установки - су¬шильная камера, где происходит собственно сушка, калорифер, в котором воздух нагревается перед поступлением в сушильную камеру, и вентилятор, обеспечивающий принудительную циркуляцию воздуха.
[1, стр. 213-215]
1 Состояние вопроса
Одним из наиболее рациональных способов производства кваса является приготовление его из концентрата квасного сусла, что позволяет значительно снизить потери сухих веществ на производстве по сравнению с настойным способом и, что самое главное, - перевести производство кваса на индустриальную основу.
ККС представляет собой продукт, полученный упариванием и термообработкой квасного сусла из ржаного солода, ржаной муки или других зернопродуктов. ККС – наиболее пригодный вид сырья для производства кваса. Преимущества использования ККС:
• производится на специализированных заводах или цехах, благодаря чему имеет относительно стабильный состав;
• имеет длительный срок хранения;
• может транспортироваться на длительные расстояния;
• минимальные потери при его использовании в производстве кваса.
Традиционно ККС производился из ржаных зернопродуктов: ржаного ферментированного и неферментированного солодов и ржаной муки. Однако стремление производителей повысить эффективность производства ККС привело к тому, что в рецептуры стали включать ячменную и кукурузную муку. Все эти виды зернопродуктов разрешены действующим стандартом на ККС.
В настоящее время концентрат квасного сусла выпускается большим количеством предприятий по различным схемам, отличающимся набором сырья, технологией и оборудованием для его производства, а, следовательно, продукт получается с различным составом и характеристиками.
Наиболее распространены 2 схемы производства ККС:
• из свежепроросшего ржаного солода и ржаной муки;
• из смеси сухих зернопродуктов: ржаного и ячменного солода и ржаной муки; допускается замена ржаной муки на кукурузную или ячменную.
Согласно требованиям ГОСТ 28538-90 концентрат квасного сусла представляет собой вязкую густую жидкость темно-коричневого цвета, кисло-сладкого вкуса с ароматом ржаного хлеба, растворимую в воде. Продукт содержит 70±2% сухих веществ, его кислотность находится в пределах 16…40 мл 1 н. раствора гидроксида натрия на 100 г концентрата. [2, стр. 522]
Теплофизические показатели квасного сусла
- кинематическая вязкость – 1,13·10-6 м2/с;
- динамическая вязкость – 11,2·10-4 Па×с;
- коэффициент теплопроводности – 0,589 Вт/(м2·К);
- плотность – 1310 кг/м3;
- удельная теплоемкость – 3600 кДж/(кг·К).
[3, стр. 4-8]
Широкое распространение получили способы сушки с использованием распыления высушиваемого материала. В каждом конкретном случае выбор схемы распылительной сушки производится с учетом технологических требований, предъявляемых к сухому продукту (по дисперсности, структуре и
2 Технические описания работы установки
2.1 Описание принципа работы технологической схемы
Исходный продукт – квасное сусло с содержанием влаги Wн=55% при помощи насоса (НЦ1) подается в форсунки распылительной сушилки (РС). В сушильную камеру вентилятором (В) нагнетается воздух, нагреваемый в калорифере (К). Воздух на входе в калорифер имеет температуру t0=18°С и относительную влажность φ0=82%. В калорифере воздух нагревается до температуры t1=90°С. Подогрев воздуха в калорифере осуществляется за счёт конденсации греющего пара, имеющего температуру 200ºС. Отработанный воздух с температурой t2=54°С поступает на очистку от мелких частиц в циклон ЦН-24 и далее в атмосферу. Сухой продукт с содержанием сухих веществ 90% оседает на конусной части сушильной камеры и затем поступает в бункер высушенного материала (Б1) и далее на ленточный транспортёр, а из циклона ЦН-24 – прямо на ленточный транспортёр.
4 Технические расчеты комплектующего оборудования
4.1 Тепловой расчет комплектующего оборудования
Принимаем к установке калорифер КФБ-5, для которого:
1. площадь поверхности нагрева Fк=21,1 м2 ,
2. площадь живого сечения по воздуху fк=0,182 м2.
Площадь поверхности теплопередачи F, м2, определяем по выражению
5 Гидравлический расчет установки
5.1 Гидравлический расчет продуктовой линии
Исходные данные:
- массовый расход воздуха L=5,21 кг/с.
Разобьем участок движения воздуха на III участка предварительно образмерив.
Заключение
При выполнении курсового проекта по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения по данному курсу, а также изучено устройство и принцип действия проектируемой распылительной сушилки для высушивания квасного сусла.
Целью данного проекта является расчет распылительной сушилки и ее комплектующего оборудования (калорифера, вентилятора и циклона).
При выполнении данного курсового проекта были произведены тепловой и конструктивный расчеты распылительной сушилки и ее комплектующего оборудования.
На чертежах общего вида изображены: технологическая схема высушивания квасного сусла, распылительная сушилка, циклон ЦН-24.
1 Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии – изд. 2-е в 2-х кн.: Часть 2. Теоретические основы процессов химической технологии. Массообменные процессы и аппараты. – М.: Химия, 1995. – 368 с.
2 Ковальская, Л.П. Технология пищевых производств/ Л.П. Ковальская, Г.М. Мелькина и др.; под ред. Л.П. Ковальской. – М: Колос, 1999. – 752 с.
3 Сорокопуд, А.Ф. Физико-химические свойства концентрата квасного сусла. / ISSN 2074-9414. Техника и технология пищевых производств. – 2012. - №2. – С. 4-8.
4 Лыков М.В. Распылительные сушилки / М.В. Лыков, Б.И. Леончик. – М.: «Машиностроение», 1966. – 332 с.
5 Стабников, В.Н. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств / под ред. В.Н. Стабникова. – Киев: Вища школа. Головное издательство, 1982. – 199 с.
6 Лебедев П.Д. Расчет и проетктирование сушильных установок. – М.: Госэнергоиздат, 1962. – 320 с.
7 Thermalinfo.ru [Электронный ресурс] – Дата доступа: 02.04.2016 – Режим доступа: http://thermalinfo.ru/publ/gazy/neorganicheskie_gazy/vjazkost _plotnost_ teploemkost_vozdukha/27-1-0-3
8 Павлов, К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: уч. пособие для вузов/ К.Ф. Павлов, П.Г Романков, А.А. Носков. – Москва: ООО ИД Альянс, 2007. – 576 с.
9 Основные процессы и аппараты химической технологии: пособие по проектированию/под ред. Ю.И. Дытнерского – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Химия, 1991. – 493 с.
