2.2 Расчет гидродинамических параметров потока жидкости и технических характеристик гомогенизатора
Для расчета процесса гомогенизации возьмем сливки 25% жирности, т. к. при производстве сметаны гомогенизация исходного сырья имеет наиболее важное значение. Сливки 25% жирности гомогенизируют при температуре 700С и давлении гомогенизации ∆р = 10 МПа.
Пусть производительность гомогенизатора составляет 1200 л/ч.
Плотность сливок 25%-ной жирности при температуре 700С ρ = 978 кг/м3 [3].
Массовая теплоемкость сливок 25%-ной жирности при температуре 700С С = 3432,6 Дж/ (кг∙град).
Наибольшая теоретическая скорость сливок, подвергающихся гомогенизации может быть вычислена по формуле Торричелли и составит
υ1 =
= 
=
143 м/с,
где ∆р = р0 – р2 – давление гомогенизации, т.е. перепад давления до клапана и после него, Н/м2;
γ – объемный вес жидкости, Н/м3, γ = ρ∙g =978∙9,81 = 9,594∙103 Н/м3;
Высота клапанной щели h при работе гомогенизатора нестабильна, а изменяется в широких пределах и зависит, как указывалось выше от многих параметров. Для сливок 25%-ной жирности и заданным расходом она будет равной
h =
=
=0,09∙10-3 м
= 0,09 мм,
где V = 1200 л/ч = 1,2 м3/ч = 0,00033 м3/с – расход сливок через клапан;
μ = 0,8 – коэффициент расхода при истечении через клапан;
d = 10 мм = 10-2 м – внутренний диаметр клапанной щели.
Число Рейнольдса для потока гомогенизируемых сливок не зависит от давления гомогенизации и при работе с данным продуктом остается постоянным при любых режимах работы:
=
14793
где ν = 1,74∙10-6 м2/с – кинематическая вязкость потока [3].
Мощность N, необходимую для работы гомогенизатора, определяют по формуле для расчета мощности насосов
N =
=
=
6474,6 Вт,
где р0 = 150 кгс/см2 = 147, 15∙105 Па;
η = 0,75 – механическийк.п.д. гомогенизатора.
Повышение температуры ∆t продукта в гомогенизаторе получается равным
∆t =
=
=
4,4 град,
где С= 3432,6 Дж/(кг∙град) – массовая теплоемкость сливок.
Пружина гомогенизирующей головки должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечить необходимое давление гомогенизации.
Зададим индекс пружины СП = 5. Рассчитаем поправочный коэффициент
k =
= 
=
1,3125.
Усилие затяжки определяют по формуле Р = f∙∆р, где f = π∙d2 =3,14∙0,0012 =3,14∙10-6 м2 – площадь сечения канала перед клапаном.
Р = 3,14∙10-6∙10∙106 = 31,4 Н
На основании рассчитанных значений возможно определить диаметр проволоки пружины:
d =
= 
=
1,024∙10-3 м,
где [τ] – допускаемое напряжение на кручение принимаем равным 50 МН/м2.
Средний диаметр витков пружины:
D = d∙CП = 1,024∙10-3∙5 = 5∙10-3м.
Для сравнения рассчитаем все выше перечисленные параметры и характеристики для кефира, изготовляемого из нормализованного молока жирностью не выше 3,2%. Молоко 3,2% – ной жирности гомогенизируют при температуре 500С и давлении гомогенизации ∆р = 15 МПа.
Пусть производительность гомогенизатора составляет 1200 л/ч.
Плотность молока 3,5%-ной жирности при температуре 500С ρ = 1015,9 кг/м3 [3].
Массовая теплоемкость молока 3,5%-ной жирности при температуре 500С С = 3966,5 Дж/ (кг∙град).
Наибольшая теоретическая скорость сливок, подвергающихся гомогенизации может быть вычислена по формуле Торричелли и составит
υ
1 =
= 
=
171,8 м/с,
где ∆р = р0 – р2 – давление гомогенизации, т.е. перепад давления до клапана и после него, Н/м2;
γ – объемный вес жидкости, Н/м3, γ = ρ∙g =1015,9∙9,81 = 9,966∙103 Н/м3;
Высота клапанной щели h при работе гомогенизатора нестабильна, а изменяется в широких пределах и зависит, как указывалось выше от многих параметров. Для сливок 25%-ной жирности и заданным расходом она будет равной
h =
=
=0,06∙10-3 м
=0,06 мм,
где V = 1200 л/ч = 1,2 м3/ч = 0,00033 м3/с – расход сливок через клапан;
μ = 0,8 – коэффициент расхода при истечении через клапан;
d = 10 мм = 10-2 м – внутренний диаметр клапанной щели.
Число Рейнольдса для потока гомогенизируемых сливок не зависит от давления гомогенизации и при работе с данным продуктом остается постоянным при любых режимах работы:
=
11848
где ν = 1,74∙10-6 м2/с – кинематическая вязкость потока [3].
Мощность N, необходимую для работы гомогенизатора, определяют по формуле для расчета мощности насосов
N = = = 6474,6 Вт,
где р0 = 150 кгс/см2 = 147, 15∙105 Па;
η = 0,75 – механическийк.п.д. гомогенизатора.
Повышение температуры ∆t продукта в гомогенизаторе получается равным
∆t =
=
=
3,6 град,
где С= 3966,5 Дж/(кг∙град) – массовая теплоемкость молока.
Пружина гомогенизирующей головки должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечить необходимое давление гомогенизации.
Зададим индекс пружины СП = 5. Рассчитаем поправочный коэффициент
k = = = 1,3125.
Усилие затяжки определяют по формуле Р = f∙∆р, где f = π∙d2 =3,14∙0,0012 =3,14∙10-6 м2 – площадь сечения канала перед клапаном.
Р = 3,14∙10-6∙15∙106 = 47,1 Н
Н
а
основании рассчитанных значений,
возможно определить диаметр проволоки
пружины:
d =
= 
=
1,255∙10-3 м,
где [τ] – допускаемое напряжение на кручение принимаем равным 50 МН/м2.
Средний диаметр витков пружины:
D = d∙CП = 1,255∙10-3∙5 = 6,3∙10-3м.
Организация
работ по безопасности и охране труда
2.1. Общее руководство по безопасности и охране труда в филиале возлагается на директора.
2.2. По характеру и времени проведения инструктаж по технике безопасности (далее – инструктаж) может подразделяться на:
- вводный; - первичный на рабочем месте; - повторный; - внеплановый; - целевой.
2.3. Вводный инструктаж проводят со всеми принимаемыми на работу независимо от их образования, стажа работы по данной профессии или должности, а также с временными работниками, командированными, прибывшими на производственное обучение или практику, учащимися и студентами в начале учебного года по предметам повышенной опасности (физика, химия, биология, физкультура, трудовое и профессиональное обучение), при занятиях в кружках и спортивных секциях.
2.4. Вводный инструктаж проводит специалист по безопасности и охране труда или лицо, на которое возложены эти обязанности, в кабинете безопасности и охраны труда с использованием соответствующих средств обучения и наглядных пособий (плакатов, натуральных экспонатов, макетов, моделей, видеофильмов, кинофильмов и диафильмов).
2.4. Программа вводного инструктажа включает в себя следующие вопросы:
1) общие сведения о филиале;
2) основные положения законодательства Республики Казахстан в области безопасности и охраны труда, а также основные положения законодательства о труде в Республике Казахстан;
3) правила внутреннего трудового распорядка в филиале;
4) организация работы по безопасности и охране труда в филиале;
5) порядок расследования и оформления несчастных случаев, профессиональных заболеваний;
6) пожарная безопасность, способы и средства предотвращения пожаров, взрывов, аварий, действия персонала при их возникновении;
7)
меры оказания первичной медицинско-санитарной
помощи пострадавшим, действия работников,
студентов при возникновении несчастного
случая в филиале.
Проведение вводного инструктажа фиксируется записью в журнале регистрации вводного инструктажа с подписью инструктируемого и инструктирующего, а также в документе о приеме на работу, учебу.
2.5. Первичный инструктаж на рабочем месте, повторный, внеплановый и целевой проводит непосредственный руководитель работ. О проведении первичного инструктажа на рабочем месте, повторного, внепланового, стажировки и допуске к работе руководитель работ, проводивший инструктаж, делает запись в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте.
2.6. Первичный инструктаж на рабочем месте до начала производственной (учебной) деятельности проводят со всеми вновь принятыми работниками переводимыми из одного подразделения в другое, командированными, прибывшими на производственное обучение или практику, с работниками, выполняющими новую для них работу, учащимися, студентами перед выполнением новых видов работ, а также перед изучением каждого нового раздела учебного предмета повышенной опасности, при занятиях в кружках и спортивных секциях.
2.7. Повторный инструктаж проходят все работники независимо от квалификации, образования, стажа, характера выполняемой работы, а также учащиеся образовательного учреждения по предметам повышенной опасности не реже одного раза в полугодие.
Повторный инструктаж проводят индивидуально или с группой работников, обслуживающих однотипное оборудование и в пределах общего рабочего места, по программе первичного инструктажа на рабочем месте в полном объеме.
2.8. Внеплановый инструктаж проводят:
• при введении в действие новых или переработанных стандартов, правил, инструкций по охране труда, а также изменений к ним;
• при изменении технологического процесса, замене или модернизации оборудования, приспособлений и инструмента, материалов и других факторов, влияющих на безопасность труда;
• при нарушении работающими или учащимися требований безопасности труда, которые могут привести или привели к травме, аварии, взрыву или пожару, отравлению;
• по требованию органов надзора;
• при перерывах в работе – для работ, к которым предъявляются дополнительные (повышенные) требования безопасности труда более чем на 30 календарных дней, а для остальных работ – 60 дней.
Внеплановый инструктаж проводят индивидуально или с группой работников одной профессии, с учащимися учебной группы. Объем и содержание инструктажа определяют в каждом конкретном случае в зависимости от причин и обстоятельств, вызвавших необходимость его проведения.
2
.9.
Целевой инструктаж проводят при
выполнении разовых работ, не связанных
с прямыми обязанностями по специальности
(погрузка, выгрузка, уборка территории,
разовые работы вне учреждения и т. п.);
ликвидации последствий аварий, стихийных
бедствий и катастроф; производстве
работ, на которые оформляется наряд-допуск,
разрешение или другие документы;
проведении экскурсии на предприятия,
организации внеаудиторных и внефилиальных
мероприятий с учащимися, студентами
(экскурсии, походы, слеты, спортивные
соревнования и др.), при перевозке детей
автомобильным или другим видом транспорта,
при организации с учащимися, студентами
общественно полезного, производительного
труда.
О проведении с работниками вводного инструктажа работник, проводивший инструктаж, делает запись в журнале регистрации вводного инструктажа по охране труда с обязательной подписью инструктируемого и инструктирующего, а остальных видов инструктажа – в журнале регистрации инструктажа по охране труда на рабочем месте.
Проведение с учащимися, студентами вводного инструктажа, первичного инструктажа на рабочем месте, повторного и внепланового инструктажей фиксируется в классном журнале по соответствующим учебным предметам; с учащимися, занимающимися в кружках и спортивных секциях – в рабочем журнале руководителя, а целевого – в журнале инструктажа учащихся по технике безопасности при организации общественно полезного, производительного труда и проведении внеаудиторных и внефилиальных мероприятий.