- •110303.65 «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»
- •Посещение занятий – 44 балла:
- •Раздел 1. Технологическое оборудование для транспортировки, приёмки и хранения молока
- •Раздел 2. Оборудование для первичной обработки молока
- •Раздел 3. Оборудование для производства молочных продуктов
- •Пример выполнения задания
- •Расчет пластинчатого теплообменника
- •Лекция 9. Оборудование для производства сгущенных молочных продуктов
- •Лекция 10. Оборудование для производства сухих молочных продуктов
- •Практическая работа № 1. Расчет оборудования для транспортирования, приемки и хранения молока
- •Практическая работа № 2. Расчет автоклавов.
- •Технологический расчет
- •Тепловой расчет
- •Практическая работа № 3. Расчёт сепараторов и центрифуг.
- •Практическая работа № 4. Расчёт оборудования для гомогенизации молока
- •Практическая работа № 5.
- •Практическая работа № 6. Расчёт оборудования для производства сливочного масла.
- •Производительность маслообразователя:
- •Маслоизготовитель бочечный:
- •Маслоизготовитель непрерывного действия (по текстуратору)
- •Практическая работа № 7. Расчёт оборудования для производства натуральных сыров.
- •Практическая работа № 8. Расчёт оборудования для производства творога.
- •Практическая работа № 9. Расчёт оборудования для производства сгущенных молочных продуктов.
- •Практическая работа № 10. Расчёт оборудования для производства сухих молочных продуктов.
- •Практическая работа № 11. Расчёт оборудования для производства мороженого.
- •Шаронова Татьяна Вячеславовна
Практическая работа № 4. Расчёт оборудования для гомогенизации молока
Гомогенизатор предусмотрен для измельчения жидких и пюре-образных пищевых продуктов за счет пропускания пол большим давлением с высокой скоростью через узкие кольцевые щели. В результате воздействия на продукт различных гидродинамических факторов происходит дробление твердых частиц продуктов и интенсивная механическая обработка.
Наибольшее распространение получили клапанные гомогенизаторы, которые служат для обработки молока и сливок с целью предотвращения их расслаивания при хранении.
Гомогенизатор включает в себя станину, корпус, привод, кривошипно-шатунный механизм, плунжерный блок, двухступенчатую гомогенизирующую головку, манометрическое устройство, предохранительный клапан, системы смазки и охлаждения.
При расчёте гомогенизатора определяются его производительность, степень раздробления жировых частиц при гомогенизации, мощность, необходимая для работы гомогенизатора.
Производительность плунжерного гомогенизатора П, м3/с:
где: D – диаметр плунжера, м; S – ход плунжера, м; - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с; z – число плунжеров, шт.; н – КПД насоса (0,80…0,90).
Мощность электродвигателя гомогенизатора N, кВт:
где: р – давление гомогенизации, Па; - КПД гомогенизатора (0,75…0,85).
Толщина тарелки клапана hкл, м:
где: р – давление гомогенизации, Па; [] = 24 107 Па – допускаемое напряжение для материала клапана; dкл – диаметр клапана, м.
Определим диаметр клапана, м:
где: П – производительность гомогенизатора, м3/с; vД – допускаемая скорость жидкости в седле, м/с (для всасывающего клапана 2 м/с, а для нагнетательного 5…8 м/с); S – площадь сечения хвостовика, м2.
где rк – радиус хвостовика, м (410-3…510-3 м).
Пружину нагнетательного клапана рассчитывают, исходя из необходимого усилия Fпр при закрытом клапане:
где: - угловая скорость вращения коленчатого вала, рад/с; М – масса клапана, кг (М = 0,4 кг); - отношение радиуса кривошипа к длине шатуна ( = 0,15…0,20); dкл – диаметр клапана, м; z – число плунжеров, шт.
Сила сжатия пружины при рабочей деформации FД, Н
Жесткость пружины С, Н/м
где h – высота пружины, м (h = 0,10…0,14 м).
При гомогенизации часть механической энергии превращается в теплоту, вследствие чего происходит повышение температуры гомогенизируемого продукта , К
где: Р – давление гомогенизации, Па; c = 3880 Дж/(кгК) – удельная теплоемкость молока; = 1033 кг/м3 – плотность молока, кг/м3.
Средний диаметр жировых шариков, м в диапазоне изменения давления от 2,0 до 20,0 МПа определяется по формуле Н.В. Барановского:
где р – давление гомогенизации, МПа.
Расчет предохранительного клапана можно свести к определению проходного сечения седла клапана с учетом вязкости обрабатываемой жидкости. Для маловязких жидкостей (молоко, соки) диаметр, м проходного сечения седла определяется по формуле:
где: рв – давление всасывания, МПа (0,2106 МПа); в – отношение массы перекачиваемой жидкости к массе воды (для молока 1,03).