Введение
1 Состояние вопроса
2 Технические описания и расчеты
2.1 Описание принципа работы технологической схемы
2.2 Описание принципа работы проектируемого аппарата
2.3 Материальный расчет установки
2.4 Тепловой расчет установки
2.5 Тепловые расчеты комплектующего оборудования
2.6 Гидравлический расчет продуктовой линии и подбор нагнетательного оборудования
2.7 Подбор комплектующего оборудования и конструктивный расчет проектируемого аппарата
Заключение
Список использованных источников
Приложение А – I-x диаграмма
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 горячих 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 – сушильная камера, где происходит собственно сушка, калорифер, в котором воздух нагревается перед поступлением в сушильную камеру, и вентилятор, обеспечивающий принудительную циркуляцию воздуха.
Широко используются в промышленности сушильные установки с возвратом (рециркуляцией) части отработанного воздуха, в этом случае свежий воздух смешивается с частью отработанного воздуха, поступающего из сушильной камеры, образуя смесь. Смесь вентилятором подается в калорифер, подогревается и направляется затем в сушильную камеру. Сушильные установки бывают с дополнительным подогревом воздуха непосредственно в сушильной камере и с промежуточным подогревом воздуха в калориферах, установленных в отдельных ее зонах. Сушка в этих установках протекает при более низкой и равномерной температуре воздуха в камере [1, с. 213-215].
1 Состояние вопроса
Желатин в зависимости от свойств и назначения подразделяют на следующие виды: пищевой – марок К-13, К-11, К-10, П-11, П-9, П-7; технический – марок Т-11, Т-9, Т-7, Т-4 и Т-2,5.
Пищевой желатин предназначен для производства мясных и рыбных консервов, желе, вин, заливных блюд, муссов, кремов, кондитерских изделий и других пищевых продуктов.
Технический желатин применяют в полиграфической и легкой промышленности для изготовления ценных бумаг, фотоматериалов, для обработки ткани и для других нужд промышленности.
Желатин вырабатывают в виде гранул, крупинок, пластинок, порошка, а технический еще и в виде хлопьев и чешуек. Для желатина характерен цвет от светло-желтого до желтого, для технического допускается светло-коричневый цвет.
Продолжительность растворения пищевого желатина не должна превышать 25 мин, для технического желатина этот показатель не нормируется.
Показатель активности водородных ионов (рН) водного раствора желатина с массовой долей 1% находится в пределах от 5,0 до 7,0.
Массовая доля влаги в желатине не должна превышать 16% [рогов, с. 444].
Для технического и пищевого желатина различных марок нормируется температура плавления студня с массовой долей желатина 10% и должна быть не менее (ºС): К-13 – 32; К-11 – 32; К-10 – 30; П-11 – 32; П-9 – 30; П-7 – 27; Т-11 – 31; Т-9 – 30; Т-7 – 29; Т-4 – 26; Т-2,5 – 23.
Исходным сырьем, из которого путем технологической обработки получают желатин, служит коллаген. Поэтому в качестве сырья для производства желатина могут быть использованы ткани и органы животных туш, достаточно богатые коллагеном: кости и продукты убоя с большим содержанием соединительной ткани.
Наиболее ценным сырьем для производства желатина является мягкое коллагенсодержащее сырье, так как в нем содержится гораздо большее количество коллагена, чем в кости. При поступлении мягкого коллагенсодержащего сырья на переработку в нем не должно содержаться большого количества прирезей мяса, жира, крови и загрязнений.
Технологический процесс производства желатина может быть разделен на четыре основных этапа: подготовку сырья к извлечению из него желатинизирующих веществ в виде водного раствора (бульона), очистку, концентрирование и подготовку бульона к сушке [2, с. 444-446].
Схема технологического процесса производства желатина представлена на рисунке 1.
2 Технические описания и расчеты
2.1 Описание принципа работы технологической схемы
Исходный продукт – кубики желатина размером 4×4 мм с содержанием влаги Wн=45% и температурой θ1=30°С при помощи дозатора (Д) подается из бункера (Б1) в барабанную сушилку (БС). Воздух на входе в калориферную батарею имеет температуру t0=17,5°С и относительную влажность φ0=78% (место установки сушилки – Минск, июль месяц). В калориферной батарее воздух нагревается до температуры t1=70°С. Подогрев воздуха в калориферной батарее осуществляется за счёт конденсации греющего пара, имеющего температуру 99,1ºС при давлении 0,101 МПа. Из верхней части сушильной камеры отработанный воздух с температурой t2=45°С поступает на очистку от мелких частиц в циклон ЦН-15 и далее выбрасывается в атмосферу. Сухой продукт с содержанием сухих веществ 84% и имеющий температуру θ2=40°С из нижней части сушильной камеры поступает в бункер высушенного материала Б2 и далее на ленточный транспортёр, а из циклона ЦН-15 – прямо на ленточный транспортёр.
2.2 Описание принципа работы проектируемого аппарата
Барабанная сушилка (рисунок 6) имеет цилиндрический сварной барабан (поз. 4), установленный с небольшим наклоном к горизонту (2-7º) и опирающийся с помощью бондажей (поз. 3) на ролики (поз. 10). Барабан приводится во вращение электродвигателем (поз. 11) через зубчатую передачу с помощью венца (поз. 5). Частота вращения барабана обычно не превышает 5-8 мин-1. Материал подается в барабан питателем (поз. 2) и поступает на внутреннюю насадку (поз. 9), расположенную вдоль почти всей длины барабана. Насадка, тип которой определяется свойствами высушиваемого материала, обеспечивает равномерное распределение и хорошее перемешивание материала по сечению барабана, а также его тесный контакт с сушильным агентом при пересыпании.
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 барабанной сушилки для высушивания желатина.
Целью данного проекта является расчет барабанной сушилки и ее комплектующего оборудования (калориферов, вентилятора и циклона).
При выполнении данного курсового проекта были произведены тепловой и конструктивный расчеты барабанной сушилки и ее комплектующего оборудования.
На чертежах общего вида изображены: технологическая схема высушивания желатина, барабанная сушилка, циклон ЦН-15.
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 Рогов, И.А. Технология мяса и мясных продуктов/ И.А. Рогов, А.Г. Забашта, Г.П. Казюлин. – М: КолосС, 2009. – 565 с.
3 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.
4 Стабников, В.Н. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств / под ред. В.Н. Стабникова. – Киев: Высшая школа. Головное издательство, 1982. – 199 с.
5 Химико-фармацевтическая академия [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.fptl.ru/spravo4nik/davlenie-vodyanogo-para.html. – Дата доступа: 20.10.2016 г.
6 Все о технологии мяса [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://promeat-industry.ru/tehnologiya-myaso/3146-proizvodstvo-zhelatina-i-mezdrovogo-kleya.html. – Дата доступа: 20.10.2016 г.
7 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.
