Розрахункова частина

Продуктивність Q, кг/с, лінійних мийних машин визначається продуктивністю конвеєра:

Q=bh_cφ_c ρ_c υ_c (3.1)

де b= 0,6...0,9 м - ширина робочої частини|частки| конвеєра, м|м-код|;

h_c- висота шару сировини, м|м-код| (таблиця. 3.1);

φ_c = 0,6...07- коефіцієнт використання транспортера;

ρ_c - насипна щільність сировини, кг/м|м-код|³ (таблиця 1.);

υ_c - швидкість конвеєра, м/с.

Таблиця 3.2.- Насипна густина плодів і овочів

Сировина	Висота шару сировини hc , м	Насипна щільність сировини ρc, кг/м|м-код|3
Кабачки	0,14	450...500
Перець	0,08	200...300
Баклажани	0,16	330...430
Томати	0,06	580...630
Цибуля	0,05	490...520
Яблука	0,07	430...580
Груші	0,06	450...510
Сливи	0,03	530...680
Морква	0,05	560...590

Час відмочування| сировини τ, с|із|, визначається корисним об'ємом|обсягом| ванни W_п, м|м-код|³ :

(3.2)

Корисний об'єм|обсяг| ванни W_п визначається площею|майданом| дзеркала води у ванні F_з, м|м-код|² . При звичайній|звичній| призматичній формі ванни:

(3.3)

де Н_m =0,5...0,7 м - глибина найбільш зануреної точки несучої гілки транспортера.

Площа|майдан| дзеркала води у ванні мийної машина F₃|, м²| :

F₃ = АВ (3.4)

де А - довжина дзеркала води у ванні, м|м-коді|;

В = b + 0,1 - відстань між бічними|боковими| стінками ванни, м|м-код|.

Кількість повітря і необхідний тиск|напір|, під яким воно повинно подаватися в барботер, визначаються розмірами дзеркала води у ванні і глибиною занурення отвору нагнітання|виділення| повітря з|із| барботерів. Практикою експлуатації мийних машина встановлена|установлена| наступна|слідуюча| норма: 1,5 м³|м-кодів| повітря в хвилину|мінуту| на 1 м²|м-коді| площі|майдану| дзеркала води, тобто:

W_В = (3.5)

Нагнітач повітря для мийної машина вибирається по витраті повітря W_В і необхідному тиску|напору| Р_В .

Оскільки довжина повітропроводу| для підведення повітря до барботерів і швидкість повітря у повітропроводі| малі, втратами по довжині повітропроводу можна нехтувати, тоді Р_В, Па:

(3.6)

де Р_В = 0,00129 кг/м|м-кодів| ³ - щільність повітря, кг/м|м-код| ³;

υ_в - швидкість повітря у воздуховоде|, м/с (υ_в рекомендується не більше 10 м/с);

ξ - коефіцієнт місцевого опору (у розрахунку приймати ξ = 0,30...0,45);

ρ_ж = 1000 - щільність води, кг/м|м-код| ³ |м-кодів|³;

h_ж - глибина занурення у воду отворів барботера, м|м-код| (h_ж= Н_m + 0,1 м|м-кодів|);

g = 9,81 м/с² - прискорення вільного падіння.

Потужність електродвигуна для приводу нагнітача повітря N_В, кВт :

N_В (3.7)

де W_В - витрата повітря, що подається, м/с;

Р_В = 0,15...0,20- необхідний тиск|напір|, Мпа;

η_в - ККД нагнітача (η_в = 0,6...0,8).

Потужність, необхідна для приводу відцентрового насоса, що подає рідину до душових або шприцьових|шприц-машина| пристроїв|устроїв| N_ж, кВт, визначається за формулою, аналогічній формулі (1.7)

N_ж (3.8)

де Q_ж - витрата рідини, м|м-код|³/с;

Р_Ж = 0,2...0,3 - тиск|напір| рідини у|біля| насоса, Мпа;

η_н = 0,70...0,85 - ККД насоса.

Витрата рідини Q_ж, м|м-код|³ /с :

Q_ж = (3.9)

де µ - коефіцієнт витрати (для циліндрової насадкї µ = 0,82; для конічної, що сходиться µ = 0,95; для конічної, що розходиться µ = 0,48; вид насадки вибирається самостійно);

d - діаметр отвору барботера, м (вибирається рівним 0,75; 1,25; 1,50; мм залежно від виду сировини, що переробляється, менші значення вибираються для дрібних плодів і овочів);

n - кількість однакових отворів барботера (у розрахунку приймається n = 50...60);

Р_и - тиск рідини біля отвору, Па (у розрахунку приймається Р_и = Р_Ж = 0,2...0,3 Мпа);

ρ_ж - густина миючої рідини, кг/м³|м-код| (ρ_ж= 1000 м|м-кодів|³ кг).

Потужність N_mp|, кВт, для приводу основного конвеєра:

N _mp = (3.10)

де А_m - тягове зусилля транспортера, Н;

υ_с - швидкість транспортера, м/с;

η - ККД передавальних|передаточних| механізмів (η= 0,61...0,78).

Тягове зусилля визначається методом обходу контура з урахуванням|з врахуванням| максимального завантаження|загрузки|. Орієнтуване тягове зусилля Аm, Н · м|м-код|, можна визначити за формулою:

А_m =(0,215 q₀ L_г+50+0,215 q L) g (3.11)

де q₀ - маса корисного навантаження на 1 м|м-коді| транспортера, кг (q₀ = 8...12 кг);

q - маса 1 м|м-коду| транспортера без вантажу|тягаря|, кг (q = 4,4...5,1 кг);

L_г| - довжина навантаженої частини|частки| транспортера, м|м-код| (L_г| =0,65 L);

L - довжина транспортера, м|м-код|;

g = 9,81 м/с - прискорення вільного падіння.

Гвинтові мийні машини (рис. 3.7) універсальні, потребують небагато площі для їх встановлення і виконують одночасно дві операції: миття продукту і його транспортування до місця наступної операції. Основними факторами які впливають на якість миття є: тривалість перебування продукту в машині, кількість обертів гвинта, діаметр і крок гвинта та коефіцієнт заповнення (рис.3.12).

Діаметр гвинта мийки визначається за формулою:

, (3.12)

де - діаметр гвинта мийки, м;

- продуктивність мийки, кг/год;

- густина коренеплодів, кг/м³;

- коефіцієнт заповнення гвинта мийки;

- коефіцієнт, що враховує зменшення площі поперечного перерізу продукту, внаслідок нахилу гвинта мийки до горизонту;

- кут підйому гвинтової лінії по зовнішній кромці гвинта,;

- кут, утворений гвинтовою лінією і горизонтом;

- кут нахилу мийки до горизонту,;

- кут тертя (руху) зовнішньої поверхні продукту по металу;

- коефіцієнт тертя зовнішньої поверхні продукту по металу;

- кут, утворений вертикальною віссю і зовнішньою кромкою стрічки гвинта.

Крок гвинта мийки:

, (3.13)

де - крок гвинта мийки, м.

Кількість обертів гвинта мийки:

, (3.14)

де - кількість обертів гвинта мийки, об/хв.

Довжина гвинта мийки:

, (3.15)

де - довжина гвинта мийки, м;

- час перебування продукту в жолобі мийки, сек.

Корисний об’єм завантажувальної ванни:

, (3.16)

де - корисний об’єм завантажувальної ванни, м³;

- час перебування продукту в завантажувальній ванні, хв.

Барабанна мийна машина (рис. 3.5) складається з рами, двох барабанів, двох корит, завантажувального і випускного лотків, електродвигуна і передаточного механізма. В коритах, які мають овальну форму і нахил по довжині в бік завантажувального лотка розміщені мийні барабани, що складаються з сталевих планок. Біля вихідного отвору кожного барабана закріплено по одному черпаку (ковшу), призначеному для піднімання і видалення з них продукту.

Діаметр мийного барабана визначають за формулою:

, (3.16)

де - діаметр мийного барабана, м;

- продуктивність мийки, кг/год;

- густина продукту, кг/м³;

- коефіцієнт заповнення мийного барабана;

- дійсна швидкість в напрямі осі переміщення продукту, м/с.

Довжина мийних барабанів, L:

, (3.17)

де L - довжина мийних барабанів, м;

- час перебування продукту в мийці, хв.

Довжину першого та другого барабанів визначають за формулами:

, (3.18)

де L₁ - довжина першого барабана,м.

, (3.19)

де L₂ - довжина другого барабана,м.

Процес миття буде відбуватись при умові відриву продукту від внутрішньої поверхні барабану, тобто коли відцентрова сила, що діє на продукт , буде менша гравітаційної сили < , або < . За цієї умови визначаєм кількість обертів мийного барабана:

, (3.20)

де n - кількість обертів мийного барабана, об/хв;

n_к – критичне число обертів, об/хв;

К =0,50...0,35 – коефіцієнт.

Об’єм перекидних ковшів:

, м³, (3.21)

де V - об’єм перекидних ковшів, м³;

- коефіцієнт заповнення ковшів.

Перекидний ківш (рис. 3.13) виготовляють геометричної форми циліндричного корита, об'єм якого утворюється основою аОс, циліндричною поверхнею авс, лопаттю вОс і боковою поверхнею, що має форму трикутника Оав, і рівняється:

, (3.22)

де - радіус барабана мийки, м;

- висота циліндричної поверхні, м;

- коефіціент використання циліндричного корита.

Вирішивши приведені рівняння відносно , отримаєм,

. (3.23)

де =1- центральний кут, рад.

Довжина робочої поверхні (лопаті) перекидного ковша:

. (3.24)

де - довжина робочої поверхні (лопаті) перекидного ковша, м.

Для запобігання заклинюванню продукту кут , утворений поверхнею лопаті ковша і стінкою барабана повинен бути рівним або більше 60º. За цією умовою маємо:

. (3.25)

Якщо умова (3.25) не виконана, то збільшують центральний кут ковша на 0,2 радіани і повторюють розрахунки.

Продуктивність відцентрової мийної машини (рис.3.10) визначається з рівняння:

, (3.26)

де - продуктивність відцентрової мийки, кг/год;

V – об’єм мийного циліндра, м³;

=1...1,5 - тривалість перебування продукту в мийці, хв.

- густина продукту, кг/м³;

К=0,35 - коефіцієнт завантаження мийного циліндра.

Об’єм мийного циліндра, визначають з виразу:

, (3.27)

де V - об’єм мийного циліндра, м³;

D - діаметр мийного циліндра, м;

H=(0,85...0,9)D - висота мийного циліндра, м.

Підставивши значення V в рівняння (3.26) і вирішивши його відносно D, отримаєм:

, (3.28)

Діаметр великого мийного диска:

, (3.29)

де D_Д - діаметр великого мийного диска, м.

Діаметр малого мийного диска приймають рівним 300...350 мм.

Висота мийного циліндра:

, (3.30)

де H - висота мийного циліндра, м.

Мінімально допустима кількість обертів мийного диска:

, (3.31)

де - мінімально допустима кількість обертів мийного диска, об/хв;

- коефіцієнт тертя (руху) продукту по диску;

- мінімальний радіус на початку руху продукту, м.

Дійсні оберти мийного диска визначаються з умови, щоб колова швидкість була в межах 6...7 м/сек.

, (3.32)

де - дійсні оберти мийного диска, об/хв;

- колова швидкість, м/сек;

- радіус диска, м.

Миття продукту в мийці буде відбуватись при умові ≥ , тобто коли продукт буде рухатись по диску.

Вібраційна мийна машина являє собою ванну, в яку частково занурено барабан з перфорованою поверхнею. До внутрішньої поверхні барабана приварено ковші, які розташовано по гвинтовій лінії. Схема вібраційної мийної машини зображена на рис. 3.14.

Ударна дія води на продукт здійснюється за допомогою вібратора, що має форму диска і приводиться в коливальний рух за допомогою ексцентрикового привода. Число коливань повинно бути 920...940 коливань за хвилину з амплітудою 10 мм. Якісне миття продукту досягається не тільки дією вібратора, а також завдяки багаторазовому падінню продукту з ковшів у воду та інтенсивному його перемішуванню.

Продуктивність мийки Q залежить від кількості ковшів, їх обєму та числа обертів барабана і визначається за формулою:

(3.33)

де Q - продуктивність мийки, кг/год;

5...8 - число обертів барабана об/хв, об/хв;

4…6 - число ковшів, що видаляють продукт з машини;

- ємкість одного ковша, м³;

густина продукту, кг/м³;

- коефіцієнт заповнення ковша.

Діаметр барабана визначається за формулою:

(3.34)

де D - діаметр барабана, м;

=0,0008…0,0012 - швидкість переміщення продукту в барабані, м/с;

- коефіціент заповнення барабана.

Довжина барабана визначається за формулою:

(3.35)

де L - довжина барабана, м;

- тривалість перебування продукту в барабані мийки, хв.

Кількість обертів барабана визначають за формулою (3.36):

, (3.36)

де п - кількість обертів барабана, об/хв.

Об´єм одного ковша визначаємо за формулою:

(3.37)

де V - обєм одного ковша, м³.

- коефіціент заповнення ковша.

Щіткова мийна машина (рис. 3.9). Продуктивність щіткового блоку визначають за формулою:

, (3.38)

де Q₁ - продуктивність щіткового блоку, кг/год;

В - ширина вани (довжина щіток), м;

d - діаметр плодів, м;

ν– колова швидкість щіток на максимальному діаметрі, м/с;

φ - коефіцієнт заповнення щіток плодами за шириною вани;

ρ - густина продукту, кг/м³.

Продуктивність роликового конвейєра визначають за формулою:

Q₁ = 3600F × ρ × ν, (3.39)

де Q₁ - продуктивність роликового конвейєра, кг/год;

ρ - густина продукту, кг/м³;

ν= 0,06 - швидкість руху тягового органу, м/с;

F - площа поперечного перерізу продукту, м².

F = Со × b × h = Co× (B – h/tgj) × h, (2.33)

де Со - коефіцієнт, що враховує кут нахилу транспортера (при горизонтальному розміщенні Со=1);

b - ширина шару продукту, що міститься на настилі, м;

h - висота шару продукту на транспортері, м.

В - ширина транспортера, м;

j = 0,64 - кут природнього укосу продукту, що міститься на рухомому настилі.

Ширину настилу (рис.3.15) визначаємо за заданою продуктивністю, з виразу:

Q₁ = 3600 Co× (B – h × ctgj) × h × ρ × ν. (3.34)

. (3.35)

Продуктивність ковшового елеватора визначається за формулою:

, (3.36)

де - продуктивність ковшового елеватора, кг/год;

V =0,0032 - місткість ковша, м³;

К₁ =0,6...0,8 - коефіцієнт заповнення ковшів;

ν = 0,1...0,3 - швидкість тягового органу, м/с;

ρ – густина продукту, кг/м³;

t = (2,3 ... 3) × h - крок ковшів;

h = 0,15 – висота ковша, м.

З формули продуктивності, визначимо швидкість руху тягового органу.

. (3.37)

Лопатева мийна машина складається із завантажувального бункера і ванни. Ванна поділена на три частини. Перша призначена для відмочування сировини, друга для миття, а третя - для ополіскування.

Об'єм сировини, яка одночасно знаходиться в мийці, розраховуємо за формулою:

(3.38)

де - об'єм сировини, яка одночасно знаходиться в мийці, м³;

- продуктивність мийки, кг/год;

- тривалість перебування продукту в ванні, хв.

- густина продукту, кг/м³.

Діаметр ванни визначаєм з умови , за формулою:

(3.39)

де D - діаметр ванни, м;

коефіцієнт заповнення ванни,;

довжина ванни, м;

відношення довжини ванни до діаметру.

Швидкість проходження сировини через ванну розраховується за формулою:

(3.40)

де ν_пр - швидкість проходження сировини через ванну, м/с.

Діаметр кола, що описують лопаті вала D_л рівняється:

(3.41)

де D_л - діаметр кола, що описують лопаті вала, м.

зазор між лопатями і корпусом, .

Експериментально встановлено, що крок лопатей повинен знаходитись в межах:

(3.42)

де t - крок лопатей, м.

Кількість витків гвинтової лінії на валу мийки:

(3.43)

де m - кількість витків гвинтової лінії на валу мийки, шт;

- зазор між крайніми лопатями і стінками мийки, м.

Загальна кількість лопатей визначається з виразу:

(3.44)

де z - загальна кількість лопатей;

- кількість лопатей на кожному витку. Лопаті рекомендується розміщувати під кутом 120^٥одна від одної, .

Зміст звіту

І. Тема роботи.

2. Мета роботи.

3. Загальні відомості про технологію та машини для миття овочів та фруктів.

4. Замалювати схеми машин.

5. Описати будову та принцип роботи машин, регулювання

параметрів.