Практическая работа специальности 15.02.01.

Практическое занятие 11

По ОП.7 Технологическое оборудование

Тема: Определение максимально полезной нагрузки машины по производительности.

Цель: произвести расчет производительности.

Общие сведения по изучаемой теме

Производительность является важнейшей составной частью технической характеристики машин.

Производительность машины — это количество продукции (выраженное в массе, объеме или штуках), вырабатываемой (перерабатываемой) в единицу времени — час, смену, месяц, год. Различают производительность: теоретическую (расчетную, конструктивную), техническую и эксплуатационную.

Задание: выполнить расчет линейной моечной машины, если заданы: скорость транспортера υ_C, м/с; длина зеркала воды в ванне А, м; диаметр трубопровода dт, м; длина трубопровода lт, м; длина транспортера L, м; вид перерабатываемого сырья. Теоретическая часть

Мойка определяет качество конечного продукта, причем ее режимы зависят от видов загрязнений. Если пищевое сырье обычно загрязнено частицами почвы, песка, остатками ботвы и т. п., то на поверхности тары содержатся сложные загрязнения, состоящие из жидкой и твердой фаз (жиры, частицы консервируемого продукта и т.д.). Состав загрязнений обусловливает разнообразие их механических свойств, различие в величине сил сцепления с поверхностью сырья или тары.

Для подавления жизнедеятельности микроорганизмов, входящих, как правило, в состав загрязнений, тара перед заполнением консервируемым продуктом подвергается дезинфекции. Дезинфекцию отмытых поверхностей проводят осветленным раствором с массовой долей хлорной извести 5 % или раствором с массовой до лей гидроксида NaOH - 0,5 % или хлорамином.

Для мойки используются следующие моющие средства: анионо- и катионоактивные, амфолитные и неионогенные. Моющий раствор должен обеспечить смачивание поверхностей, диспергирование загрязнений (набухание, пептизация и дробление белковых веществ, омыление жиров) и стабилизацию отделившихся от поверхности загрязнений в моющем растворе.

Смачивание отмываемых поверхностей зависит от поверхностного натяжения моющего и межфазного раствора и межфазного натяжения на границе жидкость - твердое тело. Наиболее эффективное смачивание и мойка обеспечиваются при минимальном поверхностном натяжении моющего раствора. Для этого используют два метода снижения поверхностного натяжения воды или моющего раствора: тепловой и использующий поверхностно-активные вещества (ПАВ).

В зависимости от вида отмываемых поверхностей в состав моющего раствора входят разные вещества: эмульгирующие жиры и омыляющие жирные кислоты - едкая щелочь; пептизирующие белки и снижающие жесткость воды - тринатрийфосфат и др.; предотвращающие коррозию металла - жидкое стекло и ПАВ. Количество каждого компонента определяется видом и свойством отмываемых поверхностей.

Чистота отмываемых поверхностей определяется по отсутствию следов загрязнений, моющих средств и по количеству микро организмов на них.

В настоящее время для мойки пищевого растительного сырья, тары и санитарной обработки оборудования применяются моечные машины различных типов и конструкций. Они классифицируются следующим образом: в зависимости от характера процесса (непрерывно и периодически действующие); от вида обрабатываемых объектов (для мойки сырья и мойки тары); по типу устройств, перемещающих отмываемые объекты(линейные и барабанные); по способу воздействия моющей среды (шприцевые, отмочные и отмочно-шприцевые).

Интенсификация процесса мойки при оптимальной темпера туре моющего раствора возможна за счет использования более эффективных моющих растворов либо турбулизации моющего раствора у загрязненных поверхностей. Движение моющего раствора у отмываемых поверхностей оказывает механический разрушающий эффект на загрязнения и ускоряет физико-химическое взаимодействие. Оно осуществляется разными способами: турбулизацией моющего раствора воздушным барботированием; механическим перемешиванием моющего раствора лопастями, насадками и т. д.; приведением моющего раствора в колебательное движение с помощью динамических вибраторов или гидродинамических излучателей; турбулизацией моющего раствора затопленными струями и т. д.

К моечным машинам предъявляются следующие требования: высокая степень чистоты отмываемых объектов, исключение порчи сырья или боя и деформации тары, минимальный расход воды и энергии, простота изготовления и обслуживания, высокая эксплуатационная надежность, малые габаритные размеры и масса.

Для мойки сырья используется обычно проточная или оборотная водопроводная вода. После отмочки загрязнения с поверхности сырья удаляются щетками или жидкостными струями.

Из многообразия моечных машин наибольшее распространение получили лопастные, ленточные, барабанные, вибрационные, комбинированные, элеваторные, щеточные и др. Выбор моечной машины определяется структурно-механическими и прочностными свойствами растительного сырья, а также характером и количеством загрязнений на поверхности сырья.

Мойку растительного сырья производят погружением в воду (отмочка), ополаскиванием струями воды из насадок, использованием щеточных устройств, активным перемешиванием. В большинстве моечных машин применяют комбинацию перечисленных способов мойки.

Мойка предусматривает удаление с поверхности сырья остатков земли, песка, посторонних тяжелых и легких примесей (камни, листья, ветки, солома и др.). Для каждого вида сырья требуется свой способ и режим мойки.

Линейная моечная машина (рис. 1) предназначена для мойки различных овощей и плодов, как с мягкой, так и с твердой структурой. Она состоит из ванны 1, транспортерного полотна 2, душевого устройства 3 и привода 4. На каркасе ванны 1 смонтированы псе узлы моечной машины.

При работе машины плоды поступают в моечное пространство ванны непрерывно. Для более интенсивной мойки загрязненный продукт активно перемешивается за счет 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. Вода, поступающая в ванну через ополаскивающий душ, удаляется через сливную щель. Чистка ванны производится через грязевой люк и боковые окна.

Расчетная часть

Производительность Q, кг/с, линейных моечных машин определяется производительностью рабочего транспортера

Q = b* hc *φ_C* ρ_C * υ_C,                                     (1.1)

где b - ширина рабочей части транспортера, м (определяется шириной инспекционного транспортера, которая составляет 0,6...0,9 м);

h_C – высота слоя сырья, м (табл. 1);

φ_C - коэффициент использования транспортера φ_C= 0,6...07);

ρ_C - насыпная плотность сырья, кг/м³ (табл. 1.1);

υ_C – скорость транспортера, м/с.

Таблица 1.1 - Насыпная плотность плодов и овощей

Время отмочки сырья τ, с, определяется полезным объемом ванны W_П, м³

τ = (W_П * ρ_C ) / Q ,                    (1.2)

Полезный объем ванны W_П определяется площадью зеркала воды в ванне F^З, м². При обычной призматической форме ванны

W_П = (F₃ * Нm ) / 2,          (1.3)

где Нm - глубина наиболее погруженной точки несущей ветви транспортера (обычно Нm =0,5...0,7 м).

Площадь зеркала воды в ванне моечной машины F₃, м²,

F₃ = А*В,                         (1.4)

где А - длина зеркала воды в ванне, м;

В - расстояние между боковыми стенками ванны, м (В = b + 0,1).

Количество воздуха и необходимый напор, под которым он должен подаваться в барботер, определяются размерами зеркала воды в ванне и глубиной погружения отверстия истечения воздуха из барботеров. Практикой эксплуатации моечных машин установлена следующая норма: 1,5м³ воздуха в минуту на 1 м² площади зеркала воды, т.е.

 W_В = (1,5 F₃ ) . 60.                            (1.5)

Нагнетатель воздуха для моечной машины выбирается по расходу воздуха W_В и необходимому напору Р_В.

Поскольку длина воздуховода для подвода воздуха к барботерам и скорость воздуха в воздуховоде малы, потерями по длине воздуховода можно пренебречь, тогда Р_В, Па,

спецификация к нему.

Контрольные вопросы

1. Какие виды моечных машин вы знаете?

2.       Каково устройство и принцип работы линейной моечной машины?

3.       Какие моющие растворы применяются для мойки тары и санитар­ной обработки оборудования в пищевой промышленности?

4.       .Каков механизм удаления загрязнений с отмываемой поверхно­сти?

5. За счет чего можно интенсифицировать процесс мойки пищевого растительного сырья?

5. От каких параметров зависит производительность линейной моеч­ной машины?

6. За счет каких факторов можно повысить эффективность работы линейных моечных машин?

7. Какими способами производится мойка растительного сырья?

Таблица 1.2 - Варианты индивидуальных заданий