Контрольная работа по "Технологическому оборудованию малых и традиционых предприятий"

ФИЛИАЛ  ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ)»

В ГОРОДЕ СМОЛЕНСКЕ

КАФЕДРА ПИЩЕВОЙ ИНЖЕНЕРИИ 

Специальность: 260602 «ПИЩЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ МАЛЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ» 

Дисциплина: ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ МЫЛЫХ И ТРАДИЦИОННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ 
 
 
 
 
 
 

РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ 
 
 
 
 

                                                                Студент : Петухова М.А.

                                                                                   Группа : ПИ-07

                                                                                   Вариант: 14

                                                                                   Преподаватель: Ербахова О.В. 
 
 
 
 

г. Смоленск 2010

    СОДЕРЖАНИЕ

    Задание 1 (2.1-2)………………………………………………………………….

    Задание 2 (3.1-2)………………………………………………………………….

    Задание 3 (4.2-1)………………………………………………………………….

    Задание 4 (5.2-1)………………………………………………………………….

    Задание 5 (7.2-1)………………………………………………………………….

    Задание 6 (8.3-1)……………………………………………………………….....

    Список  используемой литературы……………………………………………… 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Задание 1

    (2.1-2, В4)

    Дать  описание вентиляторной моечной  машины типа КУМ-1 и рассчитать производительность и мощность электродвигателя для  её привода. Варианты исходных данных приведены в таблице: b — ширина конвейера; h — высота слоя сырья; v — скорость движения конвейера; φ — коэффициент заполнения ленты сырьем; Н — высота подъема сырья; L — длина конвейера; p_В — давления воздуха. Сырье — перец сладкий.

    Описание  машины.

    Линейная  моечная машина КУМ-1 (рис. 1.1) предназначена для мойки различных овощей и плодов (кроме корнеплодов, для которых требуется предварительная отмочка).

    Машина  КУМ-1 снабжена нагнетателем воздуха, что  позволяет мыть овощи и плоды  как с мягкой, так и с твердой  оболочкой. В ней транспортерные цепи, звездочки, подшипники, натяжные устройства и нагнетатель воздуха  являются унифицированными.

    Машина  состоит из ванны 1, транспортерного полотна 2, душевого устройства 3 и привода 4. На каркасе ванны 1 смонтированы все узлы моечной машины.

    Она укомплектована роликовым и пластинчатым транспортерными полотнами для работы на мелком продукте. На машине может быть поставлено любое из них.

    При работе машины плоды поступают в  моечное пространство ванны непрерывно. Для более интенсивной мойки  загрязненного продукта в моечной  ванне создается бурление посредством  подводимого от нагнетателя сжатого воздуха.

    Вымытый продукт из моечного пространства перемещается наклонным транспортером, в верхней части которого (перед выгрузкой) он ополаскивается водой из душевого устройства. Выгрузка продукта производится через лоток, регулируемый по высоте. Величина слоя продукта, поступающего на транспортерное полотно, регулируется заслонкой.

    Для первоначального наполнения ванны  водой на ее боковой стенке предусмотрен патрубок с вентилем. Вода, поступающая в ванну через ополаскивающий душ, удаляется через сливную щель.

    В процессе работы машины вода в ванне может периодически обновляться путем слива грязной воды через спускной кран. Чистка ванны производится через грязевой люк и боковые окна. При обработке сильно загрязненных овощей и плодов можно увеличить время их пребывания в зоне отмывки путем периодических остановок транспортера.

    Техническая характеристика моечной машины КУМ-1 приведена в табл. 1.1. [5, c. 222]

    Таблица 1.1

Техническая характеристика моечной машины КУМ-1

Рис 1.1 Линейная моечная машина

Решение.

    Производительность  вентиляторной моечной машины, кг/с,

    Q=bhvφ𝝆,                                                                                                                          (1.1)

    где b- ширина конвейера,м; h- высота слоя сырья, м; v – скорость движения конвейера, φ-коэффициент заполнения ленты сырьём (φ=0,4…0,7); 𝝆- насыпная плотность сырья, кг/м³.

    Согласно [4, приложение 2] для перца сладкого кг/м³, тогда

    Q=0,8*0,08*0,15*300*0,4=1,152 кг/с=4,1472 т/ч

    Мощность  электродвигателя для привода транспортера вентиляторной моечной машины, кВт,

    где -тяговое усилие транспортёра, Н; — скорость транспортера, м/с; — КПД передаточных механизмов; — масса полезной нагрузки на 1 м транспортера, кг; — масса 1 м транспортера без груза, кг; — длина нагруженной части транспортера(принимаем 3,5 м, т.к. загрузка транспортера происходит не с самого начала ), м; L — длина транспортера, м; — ускорение свободного падения, 9,81 м/с².

     .

    Принимаем (червячный редуктор) [3,таблица 1.1,стр. 6]. Массу полезной нагрузки на 1 м транспортера рассчитаем следующим образом: считаем, что по ширине лента заполнена на 3/4. Тогда, ширина материала на транспортере м, а кг.

    Массу 1 м транспортера без груза рассчитаем следующим образом: принимаем плотность материала ленты кг/м³, а ее толщину h_тр=05 м, тогда кг/м³.

    Т. О. Н.

      кВт.

    Вывод: производительность вентиляторной моечной машины зависит от ширины конвейера, высоты слоя сырья, скорости движения конвейера, насыпной плотности сырья, коэффициента заполнения ленты сырья. В данном случае скорость движения конвейера, высота слоя материала больше чем по техническим характеристикам, поэтому и производительность получилась больше. По исходным данным получили производительность моечной машины 4,1472 т/ч, а мощность электродвигателя транспортера кВт . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Задание 2

    (3.1-2, В4)

    Дать  описание волчка типа К6-ФВП-120, рассчитать производительность и мощность электродвигателя для его привода. Варианты исходных данных приведены в таблице: D – наружный диаметр винта шнека; d – диаметр вала в зоне загрузки, S – шаг винта в зоне загрузки; δ – толщина витка; n –частота вращения. В расчетах учесть КПД передачи от электродвигателя 0,68 и плотности мяса 220 кг/м³.

    Описание  машины.

    Волчок  К6-ФВП-120 (рис. 2.1) предназначен для среднего и мелкого измельчения мясного  сырья.

    Он  установлен на станине 1 сварной конструкции  и включает механизм подачи сырья, режущий механизм 5, привод 2 и загрузочный бункер 8.

    В механизм подачи сырья к режущему механизму 5 входят рабочий шнек 4, вспомогательный шнек 3 подачи сырья к рабочему шнеку и рабочий цилиндр 7 с внутренними ребрами. Режущий механизм 5 — ножи, установленные на хвостовике рабочего шнека 4, ножевые решетки и прижимное устройство 6. Откидной стол служит для санитарной обработки режущего механизма, откидная площадка 10 обеспечивает удобство обслуживания. Управление приводом волчка осуществляют кнопками 9.

    Мясо (температура не ниже 1 °С) подается в загрузочный бункер волчка по вертикальным спускам, откуда захватывается вспомогательным и рабочим шнеками и направляется к режущему механизму.

    На  нем сырье измельчается до заданной степени, что обеспечивается установкой ножей и соответствующих ножевых  решеток. При переработке шрота порция загружаемого сырья не должна превышать 90 кг, в противном случае возможно зависание продукта в чаше.

    Техническая характеристика волчка К6-ФВП-120 приведена  в табл. 2.1.

    Таблица 2.1

    Техническая характеристика волчка.

    Рис. 2.1 Волчок К6-ФВП-120 

    Решение.

    Производительность  волчка (мясорубки) определяется по формуле [5, c. 425]:

     ,                                                                                                          (2.1)

    где - наружный диаметр шнека, м; - внутренний диаметр шнека, м; - шаг шнека, м; - частота вращения шнека, с^-1; - плотность измельчаемого продукта, кг/м³; - коэффициент использования шнека (0,25…0,35).

    Мощность  электродвигателя для привода определяется по формуле [5, c. 433]:

     ,                                                                                                                                                     (2.2)

    где - удельный расход электроэнергии при установившейся работе волчка, кВт∙ч/т. В зависимости от d, принимаем =1,7.

      =(0,85…0,90), принимаем 0,87.

     .

    Вывод: производительность волчка зависит от наружного диаметра шнека, его внутреннего диаметра, шага шнека, частоты вращения шнека, плотности измельчаемого продукта, коэффициента использования шнека. Т. е. увеличить производительность волчка можно увеличив частоту вращения шнека, его размеры, а также коэффициент его использования. В задании по исходным данным получили производительность волчка 597 кг/ч, а мощность электродвигателя для его привода . 
 
 

    Задание 3

    (4.2-1,В4)

    Дать описание протирочной машины типа А9-КИТ,определить производительность и потребляемую мощность. Варианты исходных данных приведены в таблице: диаметр протирочного барабана D; длина протирочного  барабана L; частота вращения ротора n; живое сечение сетки φ; количество бичей z; угол опережения бичей α. 

    Описание  машины.

    Машина А9-КИТ (рис. 3.1) предназначена для отделения косточек и других отходов от плодов и измельчения их мякоти. Она состоит из ротора и горизонтального неподвижного ситового барабана. Рабочими органами ротора являются четыре бича, установленные с зазором к внутренней поверхности ситчатого барабана 7. Ротор опирается на станину 6 через подшипники 5. На консольном конце вала ротора размещен приводной шкив.

    Ситовой барабан установлен в корпусе 7, который образован приемным бункером 4 и сборником 2 для протертой массы. Сборник выполнен в виде наклонного лотка с двумя боковыми отводящими патрубками внизу. На внутренней стороне кожуха находятся четыре продольные направляющие, с помощью которых облегчается установка барабана, и четыре кольцевые направляющие для центровки барабана по секциям. Приемный бункер 4 крепится к переднему торцу кожуха, а другой торец кожуха закрыт крышкой 3, установленной на подвеске. Протирочный барабан состоит из каркаса и сетки. Каркас образован четырьмя кольцами, которые соединены стяжками. В проемах между кольцами с помощью зажимных планок помещено попарно шесть полуцилиндрических сит. На бичевой вал надеты лопасть и три разрезные ступицы с крестовинами.

    Наличие разрезов в ступицах и стяжка ступиц болтами позволяют поворачивать крестовины для регулировки угла опережения.

    Машина оснащена бичами двух видов. Бич для семечковых плодов — это металлическая пластина с тремя приваренными скобами, в которых имеются отверстия для крепления их на резьбовых пальцах крестовин. Бич для косточковых плодов представляет собой ребристые и плоские молоточки.

    Перерабатываемое сырье подается в бункер машины, откуда крыльчаткой сбрасывается в ситовой барабан, подхватывается вращающимися бичами и приводится во вращательное движение по стенкам ситового барабана. При этом жидкая фаза, пройдя через отверстия в ситовом барабане, попадает в корпус, стекает в сборник и удаляется из машины, а твердая фракция сбрасывается через люк передней крышки. Угол опережения бичей обоих типов может измеряться от 1,5 до 4,5°. Кроме угла опережения регулируется зазор между бичами и сеткой.

    Техническая характеристика универсальной протирочной машины А9-КИТ приведена в табл. 3.1. 
 

     Рис. 3.1 Универсальная  протирочная машина А9-КИТ.

    Таблица 3.1.

    Техническая характеристика протирочной машины А9-КИТ

    Решение.

    Производительность  Q (кг/с) определяем по формуле:

    Q=(z×L²×r_ср×n×F_c)/3600,                                                                            (3.1)

    где z -количество рабочих бичей, шт.; L-длина бича, м; r_ср -средний радиус сита или бичей, м; n-частота вращения ротора, об/мин; F_c-живое сечение сита, %.

    Q=(4×1×0,175×750×25)/3600=3,6 кг/с=12,96 т/ч.

    Мощность  электродвигателя для привода протирочной  машины, кВт,

    N=(Q×ω)/𝜼,                                                                                                (3.2)

    где ω- удельная работа протирания, кДж/кг (ω=2…2,5 для томатов и 1…1.3 для разваренных плодов).Примем обрабатываемый продукт- томаты, тогда ω будет равна 2,3 кДж/кг;

    𝜼 примем равным 0,94, так как в универсальной протирочной машине А9-КИТ используют цилиндрический редуктор с клиноременной передачей[3,стр 6].

    N=(3,6×2,3)/0,94=8,8 кВт.

    Вывод: производительность протирочной машины зависит от количества бичей, длины протирочного барабана, среднего радиуса сита, частоты вращения рабочего вала, живого сечения сетки. Все показатели, данные в условии, кроме живого сечения сетки, меньше чем в технической характеристике. Поэтому полученная производительность Q=12,96 т/ч меньше, а следовательно и мощность электродвигателя N=2,3 кДж/кг меньше. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Задание 4

    (5.2-1,В4)

    Дать  описание гомогенизатора типа А1-ОГМ, определить производительность, потребляемую мощность и средний диаметр жировых  шариков в получаемой дисперсии масла в водной фазе. Варианты исходных данных приведены в таблице: частота вращения коленчатого вала n; диаметр плунжера d; ход плунжера s; число плунжеров z; давление гомогенизации р.  

    Описание  машины.

    Гомогенизатор А1-ОГМ (рис. 4.1), предназначенный для  получения тонкоизмельченного однородного продукта. Состоит из электродвигателя 1, станины 2, кривошипно-шатунного механизма 3 с системами смазки 7 и охлаждения, плунжерного блока 4 с гомогенизирующей 6 и манометрической 5 головками и предохранительным клапаном.

      Принцип работы гомогенизатора заключается в нагнетании продукта через узкую щель между седлом и клапаном гомогенизирующей головки. Давление продукта перед клапаном 20.. .25 Мпа, после клапана — близко к атмосферному. При таком резком перепаде давления наряду со значительным увеличением скорости продукт измельчается.

    Гомогенизатор представляет собой трехплунжерный насос. Каждый из трех плунжеров, совершая возвратно-поступательное движение, всасывает жидкость из приемного канала, закрытого всасывающим клапаном, и нагнетает ее через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку под давлением 20…25 Мпа.

    Гомогенизирующая  головка является наиболее важной и  специфической частью гомогенизатора. Она представляет собой стальной корпус, в котором находится цилиндрический центрируемый клапан. Под давлением жидкости клапан поднимается, образуя кольцевую щель, через которую жидкость проходит с большой скоростью и затем выводится через штуцер из гомогенизатора.

    Регулированием  давления пружины на клапан достигается  оптимальный режим гомогенизации  для различных продуктов.

    Внутри  станины шарнирно закреплена плита, положение которой регулируется винтами. На плите установлен электродвигатель 1, приводящий в движение кривошипно-шатунный механизм 3 через клиноременную передачу. В корпусе 2, представляющем собой резервуар с наклонным дном, размещены кривошипно-шатунный механизм 3, система охлаждения и масляный сетчатый фильтр. Система охлаждения предназначена для подвода холодной воды к плунжерам. Она включает в себя змеевик, уложенный на дне корпуса 2, перфорированную трубку над плунжерами и патрубки для подвода и отвода воды. Система смазки служит для подачи масла к шейкам коленчатого вала для уменьшения трения.

    Техническая характеристика гомогенизатора А1-ОГМ  приведена в табл. 4.1. 
 
 

    Таблица 4.1 

    Техническая характеристика гомогенизатора А1-ОГМ

    Рис. 4.1 Гомогенизатор А1-ОГМ. 

    Решение.

    Производительность  поршневого (плунжерного) гомогенизатора, м³/ч,

    V=(37,7…40)d²snz,                                                                                      (4.1)

    где d- диаметр плунжера, м; s- ход плунжера, м; n- частота вращения вала, об/мин; z- число плунжеров.

    V=39×0,004225×0,07×340×4=15,7 м³/ч=15700 л/ч.

    Мощность  привода гомогенизатора, кВт,

    N=0,363×V×p,                                                                                            (4.2)

    где p- давление гомогенизатора, МПа.

      N=0,363×15,7×20=113,982 кВт.

    Средний диаметр жировых шариков в  продукте, выходящем из гомогенизатора, мкм,