Проект поточно-механизированой линии производства сухих вареных кормов с разработкой шнекового обезвоживателя, производительностью 20 т

МИНИСТЕРСТВО АГРАРНОЙ ПОЛИТИКИ И продовольствИЯ УКРАИНЫ

ЛУГАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

Кафедра технологии мяса и мясопродуктов

 

 

 

Курсовой проект

на тему:

«Проект поточно-механизированой  линии производства сухих вареных  кормов с разработкой шнекового обезвоживателя, производительностью 20 тонн в смену»

 

 

 

                                                                       Выполнила: студентка 843

                                                                      группы Глущенко Полина

Руководитель: Коваленко  А. В.

 

 

 

 

 

 

 

Луганск 2012

СОДЕРЖАНИЕ:

Вступление

1. Сравнительная характеристика аналогичного оборудования

              1.1. Описание существующего оборудования

              1.2. Техническое обоснование выбора шнекового обезвоживателя

2. Описание апаратурно-технологической схемы и устройство шнекового обезвоживателя

    2.1. Описание технологичесой схемы производства сухих вареных     кормов

   2.2. Устройство шнекового обезвоживателя

3. Инженерные расчеты

   3.1. Кинематический расчет привода

   3.2. Расчет клиноременной  передачи

   3.3. Расчет цепной  передачи

   3.4. Расчет ведущей  звездочки

4. Монтаж и эксплуатация шнекового обезвоживателя.

5. Санитарная обработка оборудования

6. Охрана труда и экологии.

7. Автоматизация.

Выводы

Список использованой  литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Пищевые продукты, подвергаемые обезвоживанию, являются дисперсными  системами, состоящими из твёрдой фазы (кристаллы, гранулы, разорванные клетки орехов и т. п.) или из твердой и  жидкой фаз (сок, расплавленный жир, вода).

Обезвоживание определяется физико-механическими свойствами продукта и условиями ведения процесса. Физико-механические свойства процесса зависят от вида продукта, его технологической подготовки (размера частиц, вязкость, температура). Условия складываются из режима обезвоживания: давления и продолжительности. При отжиме жидкая фаза перемещается по микропорам продукта, преодолевая при этом сопротивление, возрастающее с увеличением давления. Установлено, что повышение давления выше определённых пределов уже не может повлиять на выход жидкой фазы. Минимально возможное количество жидкой фазы, которое содержится в остатке (выжимке, жмыхе) после длительного изотермического прессования продукта при постоянном давлении, называется равновесным.

В зависимости от характера процесса различают аппараты периодического  и непрерывного действия. Шнековые обезвоживатели выпускают двух типоразмеров в трех- и пятиметровом (по длине) исполнении.

По принципу действия нагнетательных механизмов, создающих усилие при прессовании, прессы и обезвоживатели делят на ленточные, поршневые, шнековые, шестерённые, вальцовые и др.

Отделение жидкой фазы (воды, сока, расплавленного жира и др.) прессованием применяется при мойке зерна, переработке фруктово-ягодного сырья  и др. В данной работе мы будем рассматривать шнековый обезвоживатель, который предназначен для отжима жидкой фракции при производстве сухих кормов.

1.1. ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

 

Наклонный шнековый пресс ПСЖН-68 (рис. 1) предназначен для отжима жома. Жом поступает в сепаратор, где из него частично удаляется вода, а затем в пресс, где отжимается основная часть воды.

Рис. 1. Наклонный шнековый пресс ПСЖН-68

7 — сепаратор; 2 — вал шнека; 3 — сито; 4 — отжимной шнек; 5 — цилиндрические ит, и — pci j-лировочное приспособление; 7 — отверстие для выгрузки жома; 8 — коническое сито; 9 — штуцер; 10 — отверстие для удаления воды; 11 — дополнительная поверхность фильтрования;    12 — штуцер для отвода воды

 

Часть отжатой воды проходит через цилиндрическое сито и удаляется через штуцер 9, другая часть воды проходит через сито 3 в полую часть вала шнека и удаляется через отверстие 10 и штуцер 9. Отжатый жом выгружается через кольцевые отверстия между коническим ситом и корпусом отжимного шнека. Размер отверстия влияет на продолжительность пребывания жома в прессе и степень отжатия воды и регулируется приспособлением 6.

Горизонтальные и наклонные  прессы имеют аналогичную конструкцию. В отличие от горизонтальных прессов в наклонных не происходит частичного смешения отжатого жома с удаляемой жидкостью.

Вертикальный  шнековый пресс ПВЖ-60 показан на рис. 2. Основная часть пресса — полый вертикальный шнек, установленный в специальных траверсах. На кожухе шнека с противоположных сторон расположены контрлопасти, которые входят в промежутки между лопастями шнека и

препятствуют вращению материала  вместе со шнеком. Контрлопасти имеют  отверстия, через которые проходит пар, подводимый по трубопроводу.

В верхней части пресса расположена  воронка для загрузки материала, а подней по цилиндрической образующей — цилиндрические

разъемные сита с коническими  отверстиями. Влажный жом на прессование  поступает через воронку и  верхними лопастями шнека направляется вниз, в зону с меньшим поперечным сечением, где происходит отжатие воды. Часть отпрессованной воды выходит через отверстия цилиндрического сита, а другая

Рис. 2. Вертикальный шнековый пресс ПВЖ-60:        часть — через полый вал шнека.

/ — приводная шестерня; 2 — загрузочная воронка;

3 — шнек; 4 — разъемное сито; 5 — контрлопасть;

6 — коническое сито; 7 — болт; 8 — скребок;

9 —штуцер;10 — канал

 

В нижней части цилиндрического сита расположено подвижное коническое сито, которое можно поднимать и опускать при помощи болтов   7.    Изменением   размера щели между этим ситом и нижней частью цилиндрического сита регулируется степень отжатия жома.

Отжатый жом, выходящий  через щель, образованную коническим и цилиндрическим ситами, при помощи скребков выгружается из шнека.

Двухшнековый  пресс Stord BS-64 (рис. 3) оборудован двумя параллельно установленными шнеками, вращающимися навстречу друг другу. В корпусе и крышках шнека имеются цилиндрические фильтрующие сита с коническими отверстиями, изготовленные из нержавеющей стали.

Конструкция пресса позволяет  быстро проводить процесс обезвоживания.

Частоту вращения шнеков можно регулировать гидромуфтой от 1,45 до 3 мин"¹. От частоты вращения шнека зависят его производительность, влажность отпрессованного жома и расход энергии.

Показатели работы пресса зависят от равномерности питания его жомом. При недостаточной загрузке пресса жомом влажность жома увеличивается.

Производительность прессов  по отжатому жому

где q — плотность отжатого жома, кг'м³; ср — отношение площади, занятой прерывистыми витками шнека, к площади винтовой поверхности; F — площадь кольцевого выходного отверстия или в случае перфорированного диска сумма площадей свободного сечения диска, м²; l — шаг витка шнека в выходной щели, м; п — частота вращения шнека, мин"¹.

Мощность привода пресса (в кВт) складывается из

 

Рис 3. Двухшнековый пресс Stord BS-64:

/ — загрузочный бункер; 2 — шнек;.? — крышка; 4 — привод

 

ряда составляющих:

где N_С, N_K, N_B, N_CЖ, N_П — мощность, необходимая для преодоления сил трения продукта соответственно по ситовому корпусу, поверхности корпуса, поверхности витков шнека, для сжатия жома, перемещения жома; η — коэффициент полезного действия привода.

 

Рис. 5

На степень отжатия  жома оказывают основное влияние  форма проходной части прессов  и время пребывания жома в прессе.

Шнековый аппарат (рис. 6) для обезвоживания и частичного обезжиривания измельченного сырья состоит из загрузочного бункера 1, корытообразного корпуса 2 с паровой рубашкой и расположенного в нем шнека 3, обогреваемого паром под давлением 3*10⁵ Па. Корпус закрывается съемной крышкой 4, что позволяет контролировать продвижение сырья в аппарате и облегчает его санитарную обработку.

Для отвода выделяющихся во время  варки (коагуляции) сырья сокового пара на крышке аппарата имеется патрубок, к которому присоединяется вентиляционный трубопровод. Шнековый вал приводится от индивидуального электродвигателя 6 через клиноременную передачу 7 и червячный редуктор 8, расположенные на верхнем правом конце вала. Через нижний конец вала, расположенный на противоположной стороне приводной станции, производится впуск пара в шнек и выпуск из него конденсата. Пар в рубашку корпуса подается через коллектор и четыре патрубка 9 на боковой поверхности, а конденсат выпускается через патрубки 10, расположенные в днище. Шнековый вал вращается по часовой стрелке со стороны патрубка 11 для выгрузки вареного продукта.

Для стока жидкости и  жира, образующихся во время варки, в днище корпуса со стороны  опорной станции расположены  две решетки с механическим устройством  для очистки отверстий. Для сбора выделившейся из сырья жидкости подвешены лотки 13, из которых она поступает в сборник — жироуловитель. Для обеспечения благоприятных условий отвода из зоны нагрева жидкости шнековый аппарат устанавливают под углом 15°.

Характерной особенностью шнековых обезвоживателей является то, что они позволяют осуществлять термический процесс сухим способом при непрерывном движении и постоянном перемешивании сырья в тонком слое и кратковременном пребывании его в зоне нагрева. Благодаря непрерывному отводу жира и воды происходит частичное обезвоживание и обезжиривание сырья, что обусловливает последующее сокращение теплового процесса — сушки вареного продукта.

 

 

Рис. 6. Шнековый аппарат:

1— бункер; 2 — корпус; 3 — шнек; 4 — крышка; 5. 9, 10 и 11 —  патрубки; 6 — электродвигатель; 7 —  клиноременная передача; 8 — редуктор; 12 — устройство для очистки  отверстий; 13 — лотки, 14 — опорная  станция.

Обезвоживатель  К7-ФКЕ-3 (рис. 7) состоит из корпуса 1, вала 2 со шнеком, привода и опоры (на рисунке не показаны). Корпус сварной конструкции V- образного сечения с паровой рубашкой. Внутри корпуса в подшипниках скольжения вращается вал со шнеком. Корпус снабжен загрузочным 3, разгрузочным 5 бункерами и съемными крышками 4. Привод вала со шнеком осуществляется от индивидуального электродвигателя чрез клиноременную передачу 6, редуктор 7 и муфту 8.

Опора представляет собой  каркас сварной конструкции из швеллера и уголка

Обезвоживатель К7-ФКЕ-3 предназначен для варки сырья при непрерывном удалении бульона и жира. 

Рис. 7 Обезвоживатель К7-ФКЕ-3

 

 

1.2.  ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ОБЕЗВОЖИВАТЕЛЯ К7-ФКЕ-3

 

Применяется на мясокомбинатах в составе линии непрерывного действия К7-ФКЕ производства сухих вареных кормов.

Применение данного обезвоживателя обусловлено региональными особенностями в связи с затруднением поиска сырьевой базы.

Наряду с такими критериями оценки достоинств обезвоживателя, как качество вырабатываемой на нём продукции, простота обслуживания, важную роль играют и технико-экономические показатели его работы: удельные энергозатраты на отжимку, стоимость, металлоемкость и т. п.

Несмотря на то, что  в настоящее время потребности промышленности в обезвоживателях в основном удовлетворяются за счет выпуска новых (современных), все же на предприятиях еще имеется некоторое количество ранее спроектированного оборудования. Оно, хотя и уступают по некоторым показателям современным образцам, часто имеют ряд преимуществ, которые делают вполне обоснованным и даже необходимым изучение обезвоживателей данного типа, ибо при этом появляется возможность использовать при проектировании тот или иной удачный узел, заимствованный из старого оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ОПИСАНИЕ  АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ И УСТРОЙСТВО ШНЕКОВОГО ОБЕЗВОЖИВАТЕЛЯ

 

 

2.1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ ВАРЕНЫХ  КОРМОВ

Линия К7-ФКЕ (рис. 8) состоит из силового измельчителя 1, элеватора 2 для дроблёного сырья, обезвоживателя 3, жироловки 4 с непрерывным отбором жира, дробилки 5 с крупным ситом, обогреваемого элеватора 6, сушильного агрегата 7, охладителя 8, дробилки 9 с мелким ситом, электрошкафа управления.

Установка оборудования линии производится непосредственно  на пол. Силовой измельчитель и дробилки устанавливаются на фундаменте.

Для выработки высококачественных сухих животных кормов применяется  мягкое сырье в смеси с костью. Кишечные конфискаты и желудки предварительно овобождаются от содержимого.

Составленная смесь  мягкого и костного сырья измельчается в силовом измельчителе 1, на куски не менее 50 мм и элеватором 2 подается в шнековый обезвоживатель 3 на варку, где сырье (при непрерывном движении) варится при температуре 98̊ С в течении 13 мин. В процессе варки выделяются жир ( до 3%), вода в виде бульона ( 20%) и соковый пар ( до 25%). Вода и жир через решетку в днище аппарата непрерывно отводятся в жироловку 10.