Учебно-методический комплекс дисциплины Оборудование

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ им. К.Г. Разумовского
Институт «Управления и информатизации»
Кафедра «Пищевые машины»
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор института
«Управления и информатизации»
д.т.н., профессор А.О. Харитонов
29.06.2012 г.
Учебно-методический комплекс дисциплины
Оборудование отрасли
(Сахарных предприятий)
Для специальностей:
Квалификация: Инженер-механик
260601 - «Машины и аппараты пищевых производств)»
Форма обучения и срок подготовки:
- очная (5лет, полная программа подготовки)
- очная (3 года, сокращенная программа подготовки)
- очно-заочная (5 лет, полная программа подготовки)
- заочная (5.5 лет, полная программа подготовки)
- заочная (3 года, сокращенная программа подготовки)
Курс :3,4,5 курс
Москва 2012 год
1
Содержание
1. Рабочая учебная программа………………………………………………4
1.1. Цели изучения дисциплины………………………………………….….6
1.2. Содержание дисциплины…………………………………………….….7
2. Учебно-методическое обеспечение дисциплины………………………16
2.1. Методические указания по проведению лабораторных занятий…..16
2.2. Задания и методические указания по выполнению курсового
проекта..25
2.3.
Методические
указания
по
проведению
самостоятельной
работы………………………………………………………………………41
основной
2.4.Перечень
и
дополнительной
литературы……………………………………………………….………..42
2.5. Перечень средств, методов обучения и способов учебной
деятельности………………………………………………………………..42
2.6. Требования к уровню освоения программы и формы текущего
и промежуточного контроля знаний……………………………………….42
3. Учебно-практическое пособие……………………………………………43
4.
Электронное
учебно-методическое
обеспечение
дисциплины………………..133
5. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения
текущего
и
промежуточного
контроля
знаний…………………………………..134
6.
Материально-техническое
обеспечение
дисциплины…………………..……..152
7. Инновационные методы обучения..................................................…….……..........80
8. Изменения и ежегодные дополнение…………………………………………..88
2
УДК 664.1
А 65
Андреев В.Н., Калошин Ю.А. Оборудование отрасли (оборудование
сахарных предприятий). Рабочая программа.- М.: МГУТУ, 2009.
В данной работе указаны цели и задачи дисциплины «Оборудование
отрасли» по специальности 260601 . Приведена рабочая программа, в
которой отражено содержание курса «Оборудование отрасли (оборудование
сахарных предприятий)».
Рабочая программа предназначена для студентов-заочников 3, 4-го
курсов сокращённой формы обучения и 5, 6-го
курсов полной формы
обучения и студентов-очников 4,5 курсов полной формы обучения спец.
260601.
Авторы: к.т.н., доц. Андреев Владимир Николаевич,
д.т.н., проф. Калошин Юрий Аркадьевич
Рецензент: д.т.н., проф. Славянский Анатолий Анатольевич
3
Московский государственный университет технологий и управления. 2009
109004, Москва, Земляной вал, 73
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ им. К.Г. Разумовского
Кафедра «Пищевые машины»
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор института
«Управления и информатизации»
д.т.н., профессор А.О. Харитонов
29.06.2012 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
« Оборудование отрасли»
( оборудование сахарных предприятий)
Для специальностей:
260601 - «Машины и аппараты пищевых производств»
Курс: 3,4,5,6 курс
4
Форма обучения: очная и заочная
Сроки обучения: полный и сокращенный
Москва 2012 год
УДК 664.1
А 65
Андреев В.Н., Калошин Ю.А. Оборудование отрасли (оборудование
сахарных предприятий). Рабочая программа.- М.: МГУТУ, 2012.
В данной работе указаны цели и задачи дисциплины «Оборудование
отрасли» по специальности 260601 . Приведена рабочая программа, в
которой отражено содержание курса «Оборудование отрасли (оборудование
сахарных предприятий)».
Рабочая программа предназначена для студентов-заочников 3, 4-го
курсов сокращённой формы обучения и 5, 6-го
курсов полной формы
обучения и студентов-очников 4,5 курсов полной формы обучения спец.
260601.
Авторы: к.т.н., доц. Андреев Владимир Николаевич,
д.т.н., проф. Калошин Юрий Аркадьевич
Рецензент: д.т.н., проф. Славянский Анатолий Анатольевич
5
Московский государственный университет технологий и управления. 2012
109004, Москва, Земляной вал, 73
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………………………………………………….
..4
1. Цель и задачи
дисциплины……………………………………………………5
2. Рабочая программа по курсу « Оборудование отрасли (оборудование
сахарных предприятий)»
...........……………......................................................8
3. Методические рекомендации по самостоятельному изучению
дисциплины…………………………………………………………………...…
18
4. Тематические
планы……………….............……………………....................21
5. Список рекомендуемой литературы
…..........................................................27
6
Введение
Современное технологическое оборудование сахарных предприятий
характеризуется
высокой
степенью
автоматизации
и
механизации
производственных процессов, применением автоматов и контрольноизмерительных приборов, обеспечивающих заданный технологический
режим работы оборудования без вмешательства человека.
Курс « Оборудование отрасли (оборудование сахарных предприятий)»
включает в себя изучение сахарного и сахарорафинадного оборудования,
также технологического оборудования для фасовки и упаковки готовой
продукции.
Настоящий курс базируется на целом ряде ранее изучаемый дисциплин,
таких как: теплотехника, детали машин, гидравлика, процессы и аппараты,
технология сахарного производства и других.
Читаемые в период семестра лекции посвящены рассмотрению наиболее
сложного оборудования и достижений науки и техники, методов расчета
нового оборудования.
7
Прослушав курс лекций, закончив самостоятельную работу над
изучением литературы, сделав и защитив контрольные работы и курсовой
проект, студент сдает экзамен по дисциплине.
1. Цель и задачи дисциплины
Целью дисциплины является:
вооружение студентов-механиков глубокими современными знаниями в
области
проектирования,
эксплуатации
и
расчета
технологического
оборудования сахарной отрасли пищевой промышленности для решения
конкретных производственных задач и перспективных вопросов, связанных с
созданием современных сахарных заводов и модернизацией существующих.
Задачи дисциплины
В соответствии с квалификацией инженера по специальности 260601
«Машины и аппараты пищевых производств» студент должен знать:
­ теоретические основы процессов сахарных производств;
­ машинно-аппаратурные схемы участков сахарного и сахарорафинадного
производств;
­ классификацию технологического оборудования данной отрасли пищевой
промышленности;
8
­ назначение, устройство, принцип действия, технические характеристики и
критерии выбора машин и аппаратов свеклосахарного и сахарорафинадных
производств;
­ методику расчета производительности технологического оборудования;
­ особенности оборудования сахарных предприятий;
­ направления и перспективы совершенствования оборудования сахарных и
сахарорафинадных
производств.
­ Студент должен уметь:
­ при
проектировании
предприятий
отрасли
подбирать
современное
технологическое оборудование, отвечающее особенностям производства;
­ подтверждать
инженерными
расчетами
соответствие
оборудования
условиям и требованиям технологического процесса;
­ обеспечивать эффективную техническую эксплуатацию технологического
оборудования;
­ анализировать условия и регулировать режимы работы оборудования.
Порядок изучения дисциплины
Студенты-заочники специальности 260601 института «Управления и
информатизации» изучают дисциплину «Оборудование отрасли» на двух
курсах на 5 курсе полной и 3 курсе сокращенной формы обучения
выполняют контрольную работу № 1 и сдают зачет, а на 6 курсе полной и 4
курсе сокращенной формы обучения выполняют контрольную работу № 2 и
курсовой проект, защищают их, после чего сдают экзамен.
Студенты-очники спец.260601 полной формы обучения изучают
дисциплину «Оборудование отрасли» также на двух курсах:на 4 курсе со
сдачей зачета и на 5 курсе выполняют курсовой проект, защищают его, после
чего сдают экзамен.
9
В процессе изучения курса, с целью лучшего освоения дисциплины,
кафедра проводит практические занятия и лабораторные работы в
лабораториях университета и на предприятиях отрасли.
Студент,
выполнивший
в
соответствии
с
учебным
графиком
контрольные работы и получивший допуск к собеседованию по ним, вносит
в них при необходимости исправления и дополнения по замечаниям
рецензента, проходит на кафедре собеседование с преподавателем, т.е.
отвечает на вопросы, связанные с выполненными контрольными работами.
Если при собеседовании выявляется не самостоятельное выполнение
контрольных работ, студенту дается новое индивидуальное задание на
повторное выполнение контрольных работ.
Студенты, прошедшие собеседование с положительными результатами,
допускаются к сдаче зачета и экзамена.
Студенты, не выполнившие домашние контрольные задания или не
приславшие их на проверку до начала сессии, пишут индивидуальные,
аудиторные работы в период сессии. Преподаватель их проверяет, и при
получении оценки зачет студент по данному курсу допускается к зачету и
экзамену.
На зачет и экзамен студент представляет преподавателю контрольные
работы с отметкой по собеседованию и протоколы лабораторных работ,
которые он защищает, после чего допускается к сдаче зачета и экзамена.
Кафедра рекомендует для лучшего усвоения курса студентам, не
работающим по данной специальности, до приезда на экзаменационную
сессию обязательно побывать на сахарном заводе, расположенном по месту
жительства или в ближайшем городе, с целью предварительного, возможно
более полного ознакомления с основным технологическим оборудованием
этого предприятия.
Для
лучшего
усвоения
курса
студентами
при
изучении
технологического оборудования по каждому виду производства сначала
следует
рассмотреть
машинно-аппаратурные
10
схемы
линий,
а
затем
переходить к устройству и работе каждой машины или аппарата, входящих в
линию. Необходимо обратить внимание на средства автоматизации для
контроля и регулирования технологического процесса там, где они имеются.
Изучение
линии
характеристик,
следует
основных
заканчивать
правил
рассмотрением
эксплуатации,
технических
требований
техники
безопасности.
Необходимо ознакомиться с характеристикой сырья, поступающего в
машину (аппарат), и продукта, получаемого по окончании процесса. В этой
связи
важно
обратить
внимание
на
технологические
параметры
обрабатываемого продукта (температуру, физико-механические свойства,
дисперсность и др.), которые должны быть обеспечены машиной (аппаратом)
при оптимальной производительности; кроме того, область применения этого
оборудования.
Анализируя работу технологического оборудования сахарного завода,
студент должен быть готов ответить на вопросы:
1) машинно-аппаратурное оформление участков сахарного завода;
2) назначение, устройство и принцип действия машины (аппарата);
3) начертить кинематическую схему машины;
4) знать методику расчета технологического оборудования.
2. Рабочая программа по курсу «Оборудование отрасли
( оборудование сахарных предприятий)»
Введение
Цель, задачи, содержание курса, рекомендуемая литература. Краткий
исторический обзор развития техники в свеклосахарном и сахарорафинадном производстве.
Передовая роль отечественных ученых в развитии сахарного и
рафинадного производства.
11
Тема 1. Машинно-аппаратурные схемы сахарных и рафинадных
производств, классификация оборудования.
Машинно-аппаратурные схемы сахарного и рафинадного производств.
Классификация оборудования сахарных заводов. Общие методы расчета
производительности
и
мощности
технологического
оборудования.
Производственная мощность предприятия: расчетная, фактическая, плановая.
График мощности сахарного завода. Коэффициент использования мощности.
[1], с. 6-12; [2], с. 11-22; [3]
Вопросы для самопроверки:
1.Какие существуют машинно-аппаратурные схемы в сахарной и
рафинадной промышленности?
2.Классификация
оборудования
сахарной
и
рафинадной
промышленности.
3.Каковы
общие
методы
определения
производительности
технологического оборудования?
4.Дайте
определения
расчетной,
фактической
и
плановой
производственной мощности сахарного предприятия.
Тема 2. Технологическое оборудование для подачи и
очистки сахарной свеклы.
Гидравлический транспорт. Устройство для регулирования подачи
свекловодяной смеси. Свеклонасосы. Расчет их производительности и
подбор.
Принципиальная схема очистки свеклы. Оборудование для улавливания
легких и тяжелых примесей, его сравнительная оценка, расчет и подбор,
правила установки.
[1], с. 15-51; [3].
12
Вопросы для самопроверки:
5. Устройство гидравлического транспортера.
6. Устройство ботвосоломоловушек.
7. Устройство и принцип действия ротационной камнеловушки.
Тема 3. Технологическое оборудование для мойки свеклы.
Физические основы мойки свеклы. Требования, предъявляемые к
моечным машинам. Классификация машин. Свекломойки с постоянным
уровнем воды. Комбинированные свекломойки. Барабанные свекломойки.
Свекломойки других типов (вибрационные, струйные и др.). Компоновка
оборудования
свекломоечных
отделений.
Оборудование для
очистки
транспортерно-моечных вод. Обслуживание и ремонт свекломоек. Методика
расчета производительности свекломоек и расхода свежей воды.
Перспективные типы моечных машин.
[1], с. 51-69; [3].
Вопросы для самопроверки:
8. Классификация свекломоек, их сравнительная характеристика.
9. Существует ли зависимость производительности выбрасывающих и
перебрасывающих
ковшей
от
производительности
моющей
части
свекломойки?
10. Влияние длины гидротранспортера на работу свекломойки.
11. Как крепятся кулаки на валу?
Тема 4. Технологическое оборудование для изрезывания свеклы.
Теоретические
свеклорезок.
основы
Центробежные,
изрезывания
дисковые,
свеклы.
барабанные
Классификация
свеклорезки,
конструктивные особенности и сравнительная характеристика.
13
их
Конструкция ножей и ножевых рам. Восстановление ножей. Получение
стружки разного профиля. Методика расчета производительности и
мощности привода свеклорезок.
[1], с. 71-108; [3].
Вопросы для самопроверки:
12. Конструкция и расчет центробежных свеклорезок.
13. Сравнительная технико-экономическая характеристика свеклорезок
различных типов.
14. Каковы правила и нормативы выбора ножевых рам при переработке
свеклы разного качества?
15. Основные ненормальности в работе центробежных свеклорезок и
меры по их устранению.
Тема 5. Технологическое оборудование для осуществления
диффузионного процесса.
Основы теории диффузионного процесса. Требования, предъявляемые к
диффузионным аппаратам, и их классификация. Колонные, ротационные и
наклонные
диффузионные
установки;
их
конструкции,
правила
эксплуатации, методика расчета производительности и мощности привода.
Сравнительная
оценка
диффузионных
установок.
Вспомогательное
оборудование диффузионных установок. Методы интенсификации процесса
диффузии.
Перспективные
направления
развития
оборудования
для
извлечения сахара из свекловичной стружки.
[1], с. 109-155; [3]
Вопросы для самопроверки:
16. Какие технологические и конструктивные требования предъявляются
к диффузионным аппаратам?
14
17. Классификация диффузионных аппаратов непрерывного действия.
18. Конструкция, технологические параметры работы наклонных
шнековых диффузионных установок.
19. Конструкция и технологические параметры работы колонных
диффузионных установок.
20. Сравнение диффузионных аппаратов различных систем.
21. Расчет производительности диффузионных аппаратов непрерывного
действия.
22. Основные ненормальности в работе диффузионных аппаратов и
меры по их устранению.
23. Правила эксплуатации диффузионных аппаратов.
Тема 6. Технологическое оборудование для физико-химической очистки
продуктов сахарного производства
Теоретические основы очистки. Аппараты для предварительной и
основной дефекации, сатурации и сульфитации. Требования, предъявляемые
к ним. Классификация аппаратов, их конструкция и методика расчета.
[1], с. 156-182; [3]
Вопросы для самопроверки:
24.Конструкция и расчет преддефекаторов и дефекаторов.
25. Конструкция и расчет сатураторов.
26. Конструкция и расчет сульфитаторов и серосжигательных печей.
27. Конструкция реактора-ионообменника.
28. Правила безопасности и эксплуатации при обслуживании аппаратов
для очистки сока и сиропа.
15
Тема 7. Технологическое оборудование для получения извести и
сатурационного газа.
Машинно-аппаратурная
схема
для
обжига
известкового
камня,
получение известкового молока и сатурационного газа.
Типы и устройство печей, применяемых для обжига известняка.
Механизмы и устройства для дозирования и загрузки шихты, выгрузки
извести. Методика расчета печей. Оборудование для приготовления и
очистки известкового молока, определение его производительности.
Оборудование для очистки и охлаждения сатурационного газа, режимы
работы и правила эксплуатации. Методика расчета лаверов. Компоновка
оборудования отделения для получения извести и сатурационного газа.
Утилизация отходов.
[1], с.182-124; [3]
Вопросы для самопроверки:
29. Конструкция и расчет известково-газовой печи.
30. Конструкция и расчет оборудования для очистки сатурационного
газа.
31. Конструкция и расчет известегасильного аппарата.
32.
Техника
безопасности
и
охрана
труда
при
обслуживании
оборудования известкового отделения.
33. Эксплуатация известково-газовых печей.
34. Ненормальности в работе печей и меры по их устранению.
Тема 8. Технологическое оборудование для фильтрации и осветления
продуктов сахарного производства.
Основы теории фильтрации. Классификация машин и аппаратов,
применяющихся для фильтрации и осветления суспензий свеклосахарного и
рафинадного производства.
16
Вакуум-фильтрационная
установка.
Вакуум-фильтры,
фильтры
циклического действия. Патронные фильтры, фильтры с центробежной
выгрузкой осада, дисковые фильтры, фильтр ФПАКМ.
Оборудование для осветления сока 1 сатурации и сгущения осадка.
Фильтр ФИЛС, отстойники. Методы интенсификации процессов. Методика
расчета фильтров.
[1], с. 215-268; [3]
Вопросы для самопроверки:
35.
Классификация
фильтров,
применяемых
в
сахарной
промышленности.
36. Принцип действия, конструкция и расчет сгустителей сока 1
сатурации.
37. Конструкция и расчет вакуум-фильтров.
38. Конструкция и расчет дисковых фильтров.
39. Принцип действия и конструкция фильтров с центробежной
выгрузкой осадка.
40. Правила эксплуатации фильтров.
41. Техника безопасности и охрана труда при эксплуатации фильтров.
42. Основные ненормальности в работе фильтров и меры по их
устранению.
Тема 9. Технические оборудование для нагрева, выпаривания и уваривания
продуктов сахарного производства.
Теплообменники,
их
назначение
и
классификация.
Конструкция
теплообменников, правила эксплуатации и ремонта.
Выпарные
станции,
их
классификация.
Выпарные
аппараты.
Классификация выпарных аппаратов, методика расчета выпарных аппаратов.
Компоновка, монтаж, обслуживание и ремонт выпарных аппаратов.
Общие сведения об уваривании и кристаллизации. Вакуум-аппараты
периодического действия, их конструкция. Правила монтажа, эксплуатации и
17
ремонта. Методика расчета производительности и расхода пара на
уваривание утфеля.
Вакуум-аппараты непрерывного действия. Перспективные направления
их
развития.
Типы
Конденсационные
и
конструкции
установки:
их
мешалок
назначение,
и
кристаллизаторов.
схемы.
Конструкция
конденсаторов. Способы уменьшения расхода воды. Методика расчета
конденсаторов.
[1], с. 292-361; [3]
Вопросы для самопроверки:
43. Классификация выпарных установок и выпарных аппаратов.
44. Конструкция выпарных аппаратов.
45. Методика расчета поверхности нагрева выпарных аппаратов.
46. Конструкция вспомогательного оборудования выпарной станции
(сепараторы пара, конденсационные колонки и др.)
47. Принцип действия и преимущества пленочного выпарного аппарата.
48. Конструкция и расчет вакуум-аппаратов.
49. Классификация вакуум-аппаратов.
50. Перспективы в развитии техники уваривания.
Тема 10. Технологическое оборудование для разделения утфелей.
Назначение и классификация. Центрифуги циклического действия.
Конструкция основных узлов. Монтаж, наладка, эксплуатация и ремонт.
Методика расчета центрифуг циклического действия.
Центрифуги непрерывного действия. Центрифуги с инерционным
удалением осадка. Центрифуги с пульсирующей выгрузкой осадка. Методика
расчета центрифуг непрерывного действия. Эксплуатация и ремонт
центрифуг.
[1], с. 362-404; [3]
18
Вопросы для самопроверки:
51. Классификация центрифуг.
52.
Конструкция
и
расчет
автоматизированной
периодически
действующей центрифуги.
53. Принцип работы и конструкция центрифуг непрерывного действия.
54. Правила эксплуатации центрифуг.
55. Техника безопасности и охрана труда при эксплуатации центрифуг.
Тема 11. Технологическое оборудование для прессования.
Основы теории и классификация прессов. Прессы для прессования
жома, их конструкции, правила эксплуатации. Прессы для брикетирования
сухого жома, их конструкция. Прессы для сахара-рафинада. Дисковый
ротационный пресс. Ротационный барабанный пресс. Пресс с двухсторонним
прессованием сахара. Методика расчета прессов. Пути совершенствования
оборудования для прессования.
[1], с. 444-479; [3]
Вопросы для самопроверки:
56. Классификация прессов для жома.
57. Конструкция прессов для предварительного отжатия жома.
58.
Техника
безопасности
и
охрана
труда
при
обслуживании
оборудования жомосушильного отделения.
59. Конструкция прессов для окончательного отжатия жома.
60. Конструкция и расчет рафинадных прессов.
Тема 12. Технологическое оборудование для сушки.
Назначение и предъявляемые требования. Сушильные установки для
сахара-песка. Барабанные сушилки. Шахтоступенчатые сушильные агрегаты.
Сушильно-охладительные агрегаты. Обслуживание и ремонт сушильных
установок для сахара. Методика расчета сушильных аппаратов для сахара19
песка. Сушильные установки для жома. Устройства для очистки воздуха и
улавливания уноса. Методика расчета барабанных сушилок для жома.
Сушильные установки для сахара-рафинада. Туннельные сушилки для
сахара-рафинада. Вакуум-сушилка периодического действия. Методика
расчета сушилок для сахара-рафинада. Методы интенсификации процесса
сушки.
[1], с. 405-442; [3].
Вопросы для самопроверки:
61. Классификация сушильно-охладительных установок для сахара и
рафинада.
62. Конструкция двухбарабанной сушильно-охладительной установки.
63. Принцип действия и конструкция установки для сушки и
охлаждения сахара в псевдосжиженном состоянии.
64. Классификация жомосушильных аппаратов.
65. Конструкция и расчет жомосушильного аппарата барабанного типа.
66. Эксплуатация жомосушильных аппаратов.
67. Конструкция грануляторов жома.
Тема 13. Технологическое оборудование для выполнения финишных
операций.
Оборудование для упаковки, фасовки и хранения сахара-песка. Силосы
для бестарного хранения сахара-песка.
Поточные линии для производства прессованного сахара-рафинада.
Назначение и предъявляемые требования. Колочные машины для сахарарафинада.
Затаривание
колотого
сахара-рафинада.
Методика
расчета
колочных машин. Комплексно-механизированные линии. Автоматические
линии: основные агрегаты, их компоновка, техническая характеристика.
[1], с. 481-505; [2], с. 307-335; [3].
20
Вопросы для самопроверки:
68. Конструкция колочных станков.
69. Принцип действия, схема и конструкция основного оборудования
автоматизированной линии по производству и упаковке рафинада.
70. Техника безопасности и охрана труда при получении сахарарафинада.
пр. р.
лаб. р.
самостоятельные
экз.
зачет
контр. р.
курс. пр.
116
20
10
-
10
206
-
1
1
-
260601
6
3
- \\ -
226
226
116
116
48
12
20
4
16
-
12
8
178
214
1
-
1
1
1
1
-
226
252
116
132
36
132
16
80
8
12
12
40
190
120
1
-
1
1
-
1
-
200
100
100
60
30
10
100
1
-
-
1
курс
260601
260601
260601
4
4
260601
5
заочная
- \\ очная
- \\ -
всего
226
ауд. час.
заочная
всего
5
форма обучения
260601
специальность
лекц.
ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
объем в часах количество часов по
по план
плану
количество
в том числе
3. Методические рекомендации по самостоятельному
изучению дисциплины.
В вводной части курса необходимо ознакомиться с историческим
обзором развития сахарных и рафинадных производств.
Необходимо усвоить:
1) основные направления и задачи технологического прогресса, развития
и внедрения новой техники, комплексной механизации и автоматизации
производства в пищевой промышленности;
21
2) основные пути дальнейшей механизации промышленности за счет
создания и внедрения механизированных и автоматизированных линий,
участков, цехов и предприятий наряду с улучшением качества продукции для
удовлетворения все возрастающих потребностей населения страны.
Особо следует остановиться на работах отечественных ученыхосновоположников теорий и конструкций пищевых машин. Подробно
рассмотреть работы по созданию теории и конструированию машин и
аппаратов для сахарной, сахарорафинадной промышленности. Наряду с этим
необходимо ознакомиться с последними достижениями в области новой
техники на отечественных и зарубежных предприятиях.
Изучив
историю
промышленности,
производства
и
развития
необходимо
общую
сахарной
уяснить
и
сахарорафинадной
технологические
классификацию
основного
процессы
технологического
оборудования.
Для
лучшего
усвоения
курса
студентами
при
изучении
технологического оборудования по каждому виду производства сначала
следует рассмотреть машинно-аппаратурные схемы участка, цеха и затем
перейти к устройству каждой машины или аппарата, входящих в схему.
Необходимо обратить внимание на автоматические устройства для контроля
и регулирования технологического процесса там, где они имеются.
Изучение
машинно-аппаратурной
схемы
следует
заканчивать
рассмотрением технических характеристик, основных правил эксплуатации,
требований техники безопасности.
Анализируя работу отдельных машин и аппаратов по всему курсу
прежде всего следует уяснить их технологическое назначение для
выполнения соответствующих операций.
Учитывая,
что
в
промышленности
применяется
значительное
количество различных по конструкции машин и аппаратов, выполняющих
одинаковые
или
близкие
по
характеру
операции,
следует
изучить
классификацию оборудования отрасли. Классификация, как правило,
22
охватывает все типы существующих машин и характеризует их по
определенным признакам, в том числе, по характеру воздействия на продукт,
характеру
рабочего
цикла,
степени
механизации
и
автоматизации,
функциональному назначению оборудования. При усвоении классификации
машин
и
аппаратов
необходимо
ознакомиться
с
достоинствами
и
недостатками их как по технологическому соответствию, так и по
конструкции, удобству обслуживания, ремонту и т.п.
При проработке основ расчета некоторых машин и аппаратов следует
освоить методы определения их производительности при оптимальных
режимах работы.
Кроме того, необходимо знать методы тепловых расчетов, расхода пара,
воды, воздуха и поверхности теплообмена, методы определения мощности
электродвигателя для привода машины.
Все расчеты, рассматриваемые в курсе, должны опираться на знания,
приобретенные
при
изучении
курсов
теоретической
механики,
сопротивления материалов, теплотехники, процессов и аппаратов, расчета и
конструирования машин и аппаратов пищевых производств, электротехники
и технологии отрасли.
В процессе изучения оборудования рекомендуется руководствоваться
следующей схемой: назначение оборудования, его устройство, принцип
действия.
При
характеристикой
этом
необходимо
оборудования.
Под
ознакомиться
технической
с
технической
характеристикой
оборудования следует понимать основные технические показатели машин. К
ним относятся производительность, вместимость, габариты, скорость
движения рабочих органов, потребность в воде, паре, воздухе, потребная
мощность электродвигателя, масса машины и другие технические данные.
По каждому виду оборудования необходимо рассмотреть основные
правила эксплуатации, причины возможной ненормальной работы и способы
устранения, требования, предъявляемые правилами охраны труда и техники
безопасности.
23
Как известно, расчетная производительность оборудования может быть
обеспечена только при оптимальных режимах его работы. С этой целью при
рассмотрении той или иной машины и аппарата необходимо знать условия,
способы
регулирования
оборудования
для
получения
оптимальной
производительности при максимальной технологической эффективности, а
также мероприятия по охране труда и техники безопасности.
Необходимо также определить основные направления технического
усовершенствования изучаемого оборудования.
В результате изучения курса студент должен знать: технологическое
оборудование сахарного и рафинадного производства, теорию его основных
процессов,
классификацию,
устройство,
особенности
эксплуатации,
специфику расчетов, основы проектирования, направления и перспективы
совершенствования оборудования;
уметь: управлять работой технологического оборудования, выполнять
настройку, регулировку и ремонт оборудования, оценивать техническое
состояние машины, выполнять основные расчеты и составлять необходимую
техническую
документацию,
вести
монтаж
и
испытания
нового
оборудования.
4. Тематические планы
Тематический план аудиторных занятий для студентов-заочников
5-го курса полной формы обучения, спец. 260601
№
№
1
2
3
4
Наименование тем
Машинно-аппаратурные схемы сахарных и рафинадных
производств, классификация оборудования.
Технологическое оборудование для подачи, очистки свеклы.
Классификация оборудования.
Технологическое оборудование для мойки свеклы.
Классификация оборудования. Основы расчета свекломоек.
Оборудования для изрезывания свеклы. Классификация
оборудования. Основы расчета свеклорезок.
24
Кол-во часов
Лек.
1
1
1
1
5
6
7
8
Технологическое оборудование для осуществления
диффузионного процесса. Классификация оборудования.
Основы расчета диффузионных аппаратов.
Технологическое оборудование для физико-химической
очистки продуктов сахарного производства. Классификация
оборудования. Основы расчета.
Технологическое оборудование для получения извести и
сатурационного газа. Классификация оборудования. Основы
расчета.
Технологическое оборудование для фильтрации и осветления
суспензий. Классификация оборудования. Основы расчета.
ИТОГО:
2
2
1
1
10
Лабораторные занятия
№ Наименование тем
1
2
Кол-во
часов
4
Изучение процесса перемешивания при дефекации
диффузионного сока
Изучение процесса фильтрации сахарных суспензий на
барабанном вакуум-фильтре
6
ИТОГО:
10
Тематический план аудиторных занятий для студентов-заочников
6-го курса полной формы обучения, спец. 260601
№
1
2
3
4
5
Наименование тем
Кол-во
часов
Технологическое оборудование для нагрева, выпаривания и
уваривания продуктов сахарного производства. Классификация
оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для разделения утфелей.
Классификация оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для прессования.
Классификация оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для сушки. Классификация
оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для выполнения финишных
25
Лек.
Прак.
4
4
4
2
4
2
4
4
4
4
операций. Классификация оборудования, основы расчета.
ИТОГО:
20
16
Лабораторные занятия
№
Наименование тем
1 Определение расчетных параметров жидкостных сепараторов
2 Определение расчетных параметров просеивателя сахара-песка и
рафинада
ИТОГО:
Кол-во
часов
6
6
12
Тематический план аудиторных занятий для студентов-заочников
3-го курса сокращенной формы обучения, спец. 260601
№
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Наименование тем
Машинно-аппаратурные схемы сахарных и рафинадных
производств, классификация оборудования.
Технологическое оборудование для подачи, очистки свеклы.
Классификация оборудования.
Технологическое оборудование для мойки свеклы.
Классификация оборудования. Основы расчета свекломоек.
Оборудования для изрезывания свеклы. Классификация
оборудования. Основы расчета свеклорезок.
Технологическое оборудование для осуществления
диффузионного процесса. Классификация оборудования.
Основы расчета диффузионных аппаратов.
Технологическое оборудование для физико-химической
очистки продуктов сахарного производства. Классификация
оборудования. Основы расчета.
Технологическое оборудование для получения извести и
сатурационного газа. Классификация оборудования. Основы
расчета.
Технологическое оборудование для фильтрации и осветления
суспензий. Классификация оборудования. Основы расчета.
ИТОГО:
Кол-во часов
Лек.
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
4
Лабораторные занятия
№ Наименование тем
1
2
Изучение процесса перемешивания при дефекации
диффузионного сока
Изучение процесса фильтрации сахарных суспензий на
барабанном вакуум-фильтре
26
Кол-во
часов
4
4
ИТОГО:
8
Тематический план аудиторных занятий для студентов-заочников
4-го курса сокращенной формы обучения, спец. 260601
№
1
2
3
4
5
Наименование тем
Технологическое оборудование для нагрева, выпаривания и
уваривания продуктов сахарного производства. Классификация
оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для разделения утфелей.
Классификация оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для прессования.
Классификация оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для сушки. Классификация
оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для выполнения финишных
операций. Классификация оборудования, основы расчета.
ИТОГО:
Кол-во часов
Лек. Прак.
4
2
2
2
2
2
4
2
4
-
16
8
Лабораторные занятия
№
Наименование тем
1 Определение расчетных параметров жидкостных сепараторов
2 Определение расчетных параметров просеивателя сахара-песка и
рафинада
ИТОГО:
27
Кол-во
часов
6
6
12
Тематический план аудиторных занятий для студентов-очников
4-го курса полной формы обучения, спец. 260601
№
Наименование тем
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Машинно-аппаратурные схемы сахарных и рафинадных
производств, классификация оборудования.
Технологическое оборудование для подачи, очистки свеклы.
Классификация оборудования.
Технологическое оборудование для мойки свеклы.
Классификация оборудования. Основы расчета свекломоек.
Оборудования для изрезывания свеклы. Классификация
оборудования. Основы расчета свеклорезок.
Технологическое оборудование для осуществления
диффузионного процесса. Классификация оборудования.
Основы расчета диффузионных аппаратов.
Технологическое оборудование для физико-химической
очистки продуктов сахарного производства. Классификация
оборудования. Основы расчета.
Технологическое оборудование для получения извести и
сатурационного газа. Классификация оборудования. Основы
расчета.
Технологическое оборудование для фильтрации и осветления
суспензий. Классификация оборудования. Основы расчета.
ИТОГО:
Кол-во
часов
Лек Прак.
.
8
8
2
8
2
8
-
16
4
16
2
8
2
8
-
80
12
Лабораторные занятия
№ Наименование тем
1
2
Определение расчетных параметров центробежных свеклорезок
Изучение процесса фильтрации сахарных суспензий на
барабанном вакуум-фильтре
28
Кол-во
часов
8
12
3
4
Изучение процесса перемешивания при дефекации
диффузионного сока
Определение расчетных параметров жидкостных сепараторов
ИТОГО:
8
12
40
Тематический план аудиторных занятий для студентов-очников
5-го курса полной формы обучения, спец. 260601
№
1
2
3
4
5
Наименование тем
Кол-во
часов
Технологическое оборудование для нагрева, выпаривания и
уваривания продуктов сахарного производства. Классификация
оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для разделения утфелей.
Классификация оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для прессования.
Классификация оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для сушки. Классификация
оборудования, основы расчета.
Технологическое оборудование для выполнения финишных
операций. Классификация оборудования, основы расчета.
ИТОГО:
Лек.
Прак.
12
8
12
8
12
4
12
6
12
4
60
30
Лабораторные занятия
№
Наименование тем
1 Исследование процесса разделения утфелей на центрифуге
2 Определение расчетных параметров просеивателя сахара-песка и
рафинада
ИТОГО:
5. Список рекомендуемой литературы
Основная
29
Кол-во
часов
4
6
10
1. Гребенюк С.М. и др. Технологическое оборудование сахарных заводов.М.: КолосС, 2007. – 520 с.
Дополнительная
2. Гребенюк С.М. Технологическое оборудование сахарных заводов. Изд.
2-е. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, 520 с.
3.Колесник Б.Г., Лыской В.П., Парходько А.П. Справочник механика
сахарного завода. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.
4.Каталог
–
Машины,
оборудование
и
приборы
автоматизации.
Том II, часть I, сахарная и крахмало-паточная промышленность.М., 1990.
5.Азрилевич М.Я. Оборудование сахарных заводов. Изд. 3-е. М.: Легкая и
пищевая промышленность, 1982.
6. Под ред. Лунина О.Г. Курсовое и дипломное проектирование
технологического
оборудования
пищевых
производств.
МВО
–
«Агропромиздат», 1990, 269 с.
7.Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых
производств; МВО «Агропромиздат», 1987.
8.Сапронов А.Р., Сапронова С.А. Технология сахарного производства –
М.: Агропромиздат, 1998. – 430 с.
9.Прудиус Б.В., Хоменко А.И. Расчет оборудования сахарных заводов
(теория и задачи). – М.: Агропромиздат, 1985. – 223 с.
10.Бугаенко И.Ф., Тужилкин В.И. Общая технология отрасли. Научные
основы технологии сахара. Часть 1. – С-Пб.: ГИОРД, 2007. – 508 с.
11.Славянский А.А. Проектирование предприятий отрасли: учебник. –
М.:ФОРУМ, 2009. - 320 с.
30
2.Учебно-методическое обеспечение дисциплины:
2.1 Методические указания по проведению лабораторных занятий
Введение
В соответствии с учебным планом по дисциплинам «Оборудование
отрасли» и «Технологическое оборудование отрасли» на проведение
лабораторных работ отведено: для специальности 260601 (1706) 3, 4 курса
сокращенной и 5, 6 курсов полной формы обучения – 24 часа; для
специальности 260203 (2704) 3 курса сокращенной формы и 5 курса полной
формы обучения – 12 часов.
К этому времени студентам прочитаны все лекции и проведены все
практические занятия, а также заканчивается работа над контрольными
работами курсовым проектом. Следовательно, студентами изучен
теоретический материал дисциплины, отработаны навыки в расчете
оборудования и можно переходить к практическому закреплению материала
при проведении лабораторных работ.
Цели и задачи
Научить
студентов
навыкам
практического
приложения
фундаментальных и инженерных знаний в вопросах проектирования и
эксплуатации машин и аппаратов сахарных и крахмалопаточных
производств, привить им навыки в теоретических и экспериментальных
исследованиях работы технологического оборудования с целью получения
данных, направленных на улучшение работы этого оборудования. Это
является важным фактором в период подготовки к выполнению дипломного
проекта – завершающей стадии по формированию будущих специалистов по
квалификации «инженер».
Организация проведения лабораторных работ
Работы проводятся по группам в составе не более 18 человек. Для
получения максимального эффекта от лабораторных занятий при
выполнении каждой работы группа делится на несколько частей (3-5
человек), исходя из минимально необходимого числа студентов для
проведения измерений.
Перед началом занятий студентам сообщают темы лабораторных работ
и последовательность их выполнения. Студенты заранее готовятся к
выполнению лабораторных работ: изучают теоретический раздел курса по
каждому виду оборудования, вынесенному на лабораторную работу.
При подготовке теоретического раздела работы рекомендуется
использовать материалы лекций, учебную или другую методическую
31
литературу. На занятии преподаватель проверяет подготовленность
студентов к работе и дает разрешение на ее проведение.
Занятия с группой проводят преподаватель и лаборант (учебный мастер).
На первом занятии со студентами проводят инструктаж по правилам техники
безопасности и охране труда в лаборатории. Прохождение инструктажа
фиксируется в журнале, в котором расписываются студенты и преподаватель
(лаборант или учебный мастер), проводивший инструктаж. В лаборатории
должна быть представлена общая инструкция по правилам техники
безопасности, а также по каждой экспериментальной установке (стенду) –
индивидуальная.
Преподаватель объясняет содержание каждой работы, порядок ее
проведения, перечень измеряемых параметров и методы их измерения; как
обрабатывать экспериментальные данные и оформлять полученные
результаты, выдает задания на каждую работу по подгруппам.
Окончив выполнение экспериментальной части лабораторной работы,
студенты заносят в журналы наблюдений результаты измерений,
обрабатывают их и окончательно оформляют отчет.
Расчетные зависимости во всех работах приводятся в системе CИ. Если
шкалы контрольно-измерительных приборов имеют градуировку во
внесистемных единицах (например, мм рт. ст., кгс/м2 и т.п.) то в журнал
наблюдений рекомендуется заносить измеренную величину, предусмотрев
дополнительную колонку для перевода измеренной величины в систему СИ.
В случае необходимости сопоставления расчетных характеристик
оборудования с паспортными данными, представленными во внесистемных
единицах, следует использовать переводные коэффициенты, позволяющие
привести размерности к одному виду.
Каждая выполненная и оформленная лабораторная работа завершается
ее защитой.
Контроль за проведением лабораторных работ
Посещаемость и продолжительность лабораторных работ отмечаются в
журнале. Студенты, отработавшие все работы, оформляют по ним отчет,
который в конце проведения занятий визируется преподавателем, а затем
представляется на экзамене по курсу. Преподаватель вправе на экзамене в
качестве дополнительных задать вопросы по материалам лабораторных
работ.
Содержание отчета по лабораторной работе
Примерное содержание отчета по лабораторной работе:
1. Название работы.
2. Общие теоретические сведения.
3. Практическое значение работы.
4. Описание объекта исследования.
5. Таблица заданных и измеряемых параметров.
32
6. Номенклатура измерительных устройств.
7. Описание порядка проведения работы.
8. Обработка результатов исследования.
9. Заключение.
Допускается вводить новые разделы, необходимые для выполнения тех
или иных лабораторных работ.
Тематика лабораторных работ
Тематика охватывает те разделы дисциплины, которые наиболее
наглядно показывают преимущества расчетного аппарата для определения
параметров работы технологического оборудования.
Тема 1:
Тема 2:
Тема 3:
Тема 4:
«Изучение работы барабанного вакуум-фильтра».
«Изучение работы просеивателя для сахара-песка и рафинада»
«Изучение работы дефекаторов».
«Определение расчетных параметров жидкостных сепараторов».
Лабораторная работа № 1
«Изучение работы барабанного вакуум-фильтра»
Цель работы: изучить устройство и принцип работы барабанного
вакуум-фильтра; определить по результатам экспериментов константы
уравнения фильтрования; рассчитать сопротивление
фильтровальной
перегородки и отложившегося на ней слоя осадка для выбора рационального
режима работы фильтра; определить теоретическую производительность, а
также производительность барабанного вакуум-фильтра по фильтрату,
влажному осадку, сухому осадку. Вычертить и рассчитать кинематическую
схему
привода
фильтра;
определить
необходимую
мощность
электродвигателя.
Основные сведения и справочные материалы
В сахарном производстве широко применяются фильтрация и
осветление для отделения твердых частиц от сатурационных соков и
сиропов. Для фильтрации суспензий сахарного производства применяются
фильтры циклического действия, работающие под давлением, и вакуумфильтры.
Оборудование, применяющееся для фильтрации суспензий свеклосахарного и
рафинадного производств можно классифицировать следующим образом:
33
по характеру работы: периодического действия (фильтр прессы, дисковые, патронные, мешочные, гравиевые фильтры) и
непрерывного действия (вакуум-фильтры – камерные с малым,
средним и глубоким погружением и бескамерные (типа БМА));
по способу создания разности давлений: под действием
гидростатического давления столба суспензии (листовые, мешочные
фильтры); под действием вакуум-насосов (вакуум-фильтры); под
действием насосов (фильтр - прессы, дисковые и другие фильтры);
по взаимному направлению действия силы тяжести и
движения фильтрата: перпендикулярное (фильтр - прессы, дисковые
фильтры); совпадающее (фильтры с горизонтальными дисками);
противоположное (вакуум-фильтры);
по конструктивным особенностям: форме и расположению
фильтровальной перегородки; способу удаления осадка; наличию или
отсутствию устройств для промывки, обезвоживания и сушки осадка.
В качестве фильтровальной перегородки применяется ткань, керамика,
металлические сита, а в качестве вспомогательного фильтровального
материала – специальные наполнители (кизельгур, перлит и др.).
Фильтрацией называется процесс отделения осадка от суспензий при
помощи пористых перегородок, задерживающих осадок и пропускающих
жидкость. В начале фильтрации получается мутноватый фильтрат, и лишь
когда на перегородке образуется слой осадка определенной толщины,
фильтрат идет чистым. В дальнейшем жидкость фильтруется через пористый
осадок, имеющий извилистые каналы, сечение которых значительно меньше
размеров твердых частиц осадка.
Движущей силой фильтрации является разность давлений (избыточное
давление или вакуум) со стороны входа жидкости в поры фильтрующего
слоя, состоящего из слоя осадка и перегородки и выхода из него. При этом
фильтрат поступает в сторону пониженного давления.
Вакуум-фильтры применяются для фильтрации сгущенной суспензии
сока I сатурации. Так как суспензия, поступающая из сгустителей, имеет
температуру около 85С, то остаточное давление на вакуум-фильтрах не
должно превышать 0,045 – 0,05 мПа.
На отечественных сахарных предприятиях применяется в основном
камерный вакуум-фильтр БШУ-40-3-10, который принят в качестве типового.
Фильтр БШУ-40 (площадь поверхности фильтрации F = 40 м2) [1] состоит из
следующих основных узлов: корпуса привода барабанного фильтра I;
распределительных головок II и VI; барабана II, состоящего из 24 секций,
промывного устройства VII, мешалки для взмучивания осадка IV и привода
мешалки V.
Вакуум-фильтр работает следующим образом: барабан вращается в
корпусе, куда непрерывно поступает сгущенный осадок, частота вращения
барабана – n = 0,118 2,14 мин-1. За один оборот барабана каждая секция
34
поверхности проходит 4 основные зоны: зона фильтрации; зона подсушки;
зона промывки и подсушки; зона продувки и удаления осадка. После чего
процесс повторяется. Осадок удаляется с ткани с помощью специального
ножа.
Расчет барабанных вакуум-фильтров на практике чаще всего сводится к
расчету производительности G (т/сутки), которая определяется не только
поверхностью фильтрования, но и скоростью фильтрации. Определение
скорости фильтрования – достаточно сложный процесс, так как он зависит от
сопротивления фильтровальной перегородки и отложившегося на ней слоя
осадка.
Из-за сложности полного теоретического описания гетерогенного
процесса фильтрования в прикладных целях используют модели
сокращенного его описания, опираясь на гидромеханические характеристики
движения одной из фаз (например, фильтрата).
Данный подход использован в одномерной стационарной модели Дарси,
согласно которой, общую скорость процесса фильтрования vф (м3 /м2 с)
можно выразить через следующее соотношение:
Vф'
Vф
P
vф
F
R ,
(1)
'
где Vф - удельный объем фильтрата, м3/м;
Vф – объем фильтрата, м3;
τ - время фильтрования, с;
F - площадь поверхности фильтрации, м2;
P - разность давлений по обе стороны фильтрующей перегородки, Па;
R - общее сопротивление на пути фильтрата Н · с/м3:
R
32
l
2
d
,
(2)
где μ - вязкость жидкости, Н · с/м2 ;
l – длина пор фильтровальной перегородки, м;
d – диаметр пор, м.
При этом вводятся дополнительные условия в модель Дарси,
заключающиеся в том, что:
- режим фильтрования поддерживается бароконстантным, т.е. P =
const;
- режим движения фильтрата в порах ткани и осадка ламинарный, что
гарантирует линейный вид зависимости между P и скоростью движения
фильтрата;
35
- общее сопротивление R (Н · с/м3) складывается из двух составляющих,
причем они взаимозаменяемы:
R = Rтк + Rос ,
(3)
где Rтк – постоянное сопротивление ткани, Н · с/м3;
Rос - переменное сопротивление осадка, Н · с/м3.
Rтк
=
Rос =
K1
·
Vф
=
К1
·
с,
(4)
где К1 – постоянная модели, учитывающая индивидуальные особенности
структуры осадка, нм/c;
с – постоянная модель, м3 /м.
2
K1
P
,
K
(5)
Откуда
K1
2 P
K
(6)
где К – константа, являющаяся интегральной гидромеханической
характеристикой процесса фильтрования, м3/с.
Производительность барабанного вакуум-фильтра
следующих соотношений:
1. Производительность G (т/сутки) по свекле:
G
864 10 3 F k vФ
PC ( 100
)
определяют
из
,
(7)
где ρ – плотность фильтрованного сока (принимается = 1060кг/м3);
k – коэффициент использования поверхности фильтрации, выражающий
отношение угла зоны фильтрации к 3600 (для фильтров малого погружения К
= 0,3; для фильтров глубокого погружения К = 0,5;
vФ – скорость фильтрования м3 /м2 ·c (принимают vФ = 0,25 · 10-3 м3/м2 ·
с);
Рс – количество жидкой части нефильтрованного сока I сатурации, % к
массе свеклы (определяется из продуктового расчета по формуле 8);
μ - количество сока, отфильтрованного на дисковых сгустителях или
осветленного в отстойниках, % к общему количеству жидкой части
нефильтрованного сока I сатурации (по нормативам принимают μ = 80%)
РС = Р – 4 (С0+С1),
(8)
36
где Р - выход продукта, % к массе свеклы;
С0 и С1 – эмпирические постоянные.
2. Производительность GФ (м3 /с) по фильтрату:
VФ F1
3
Gф
,
Ц
(9)
где F1 - поверхность фильтра, м2 (задается преподавателем при
получении задания, смотрите таблицу 1);
τц - длительность полного цикла фильтрования, с (длительность полного
оборота барабана фильтра);
КЗ – поправочный коэффициент, учитывающий возможную забивку
ткани частицами осадка и снижение производительности фильтра
(принимается К3 = 0,7 0,8).
3. Производительность Gос (кг/c) по влажному осадку:
Goc
GФ u
( 100 WH .O )
100 WC
OC
(10)
где u – отношение объема отфильтрованного осадка к объему
полученного фильтрата (определяется по формуле 11);
ρос - плотность влажного осадка, кг/м3 (определяется по формуле 12);
Wс – влажность осадка после просушки (меловая суспензия) %,
принимается Wс = 21%;
Wн.о.. – влажность осадка до просушки, % (Wн.о. = Wс/0,7)
u
C1 OC
Ж ( 100 ( WH .O
C1 ))
,
(11)
где С1 - концентрация твердой фазы в исходной суспензии, %
(принимается С1 = 54%);
ρЖ - плотность жидкой фазы суспензии, кг/м3 (принимается ρЖ =
1000кг/м3)
oc
100
100
(
Ж
(12)
37
Т
Т
Ж
Ж
) WH .O
,
где ρТ - плотность твердой фазы суспензии, кг/м3 (принимается ρТ =
2200кг/ м3).
4. Производительность Gс.о. (кг/с) по сухому осадку:
100 WHO
Goc
100
Gco
(13)
Производительность рассчитывают по наиболее ценной составляющей,
т. е. по той, которая участвует в дальнейшем технологическом процессе.
Вышеизложенная методика расчета производительности может быть
использована при расчетах фильтров непрерывного действия и периодов
непрерывной работы фильтров периодического действия при фильтровании
суспензий с широким диапазоном физических свойств.
Мощность привода барабана вакуум-фильтра должна быть достаточной
для преодоления моментов сопротивлений, возникающих вследствие
неуравновешенности осадка на барабане фильтра М1 (Н·м); среза осадка
ножом М2 (Н·м); сопротивления от трения плоскости неподвижной головки о
поверхность диска М3 (Н·м) и трения вала фильтра в подшипниках М4 (Н·м).
Необходимая мощность электродвигателя привода N (кBт):
N
( Mi ) n
,
974
(14)
где M i - суммарный момент сопротивления, H·м;
Mi =
М1
+М2+М3+М4
(15)
n – частота вращения барабана, мин-1;
- КПД привода.
Момент сопротивления М1 (Н·м) от неуравновешенности осадка, (при
условии, что осадком не покрыта 1/4 поверхности барабана):
M1
=
G1
·r·sin ,
2
(16)
где G1 – вес неуравновешенного осадка, Н
G1
D
l
,
(17)
r - расстояние от центра тяжести неуравновешенной части осадка до оси
барабана, м (r = D/2);
- угол сектора неуравновешенной части осадка на оси барабана, град.
38
Подставив (17) в формулу (16) получим:
=
M1
·D2·
1,57
l·
sin ,
2
(18)
где D, l – соответственно диаметр и длина барабана фильтра, м;
- толщина слоя осадка, м;
- удельный вес осадка, Н/м3.
Момент сопротивления М2 (Н·м) при срезе осадка:
M2=
0,5·
f·
q·
l· ·
D
,
(19)
где f - коэффициент трения (принимают f = 0,2 0,3);
q – удельное сопротивление среза осадка, Н/м2 (принимают q = 700 3000
Н/м2).
Момент сопротивления М3 (Н·м) от трения прилегающих плоскостей
распределительной головки:
М3
=
·Рo·F2·
z·f1
r т,
(20)
где z - число распределительных головок вакуум-фильтра;
f1 - коэффициент трения между плоскостями неподвижной и подвижной
частей распределительной головки;
Ро - сила прижатия головки к торцу вала, Н/м2;
F2 - площадь трения торца вала, м2;
r т - радиус трения торца вала, м.
Момент сопротивления М4 (H·м) от трения
фильтра:
M4
f 2 Gб
dц
2
в подшипниках вала
,
(21)
где f2 - коэффициент трения в подшипниках вала;
Gб - сила давления вала барабана на подшипники, Н;
dц - диаметр цапфы вала, м.
Описание лабораторной установки.
Установка (рисунок 1) состоит из мерной колбы 1, фильтровальной
воронки 2, которая герметически закреплена на колбе с помощью пробки 3,
39
трубки давления 4, которая герметично закреплена на отводе колбы с
помощью пробки 5 и компрессора 6, который создает разряжение в
установке. Кроме того, установка включает бак для приготовления
суспензии, сборник – мерник фугата. Также установка комплектуется
следующими приборами: весами, секундомером, мерными колбами,
стаканами и т.п. В качестве рабочей смеси используют меловую суспензию.
Рисунок 1. Схема экспериментальной установки для фильтрования.
1 – мерная колба; 2 – фильтрованная воронка; 3 – пробка; 4 – трубка
давления; 5 – пробка; 6 – компрессор.
Методики проведения лабораторной работы.
После ознакомления с теоретическими предпосылками, устройством и
принципом
действия
барабанного
вакуум-фильтра
составляют
кинематическую схему. Затем изучают лабораторную установку и ее
отдельные элементы, а также правила работы на установке и приступают к
приготовлению исходной суспензии для фильтрования (состав: вода и мел).
Затем меловая суспензия наливается в фильтровальную воронку, где на
металлической подложке расположена фильтровальная ткань. С помощью
компрессора в системе создается разряжение - P = 5·104 Па = const .
Продолжительность опыта должна соответствовать продолжительности
фильтрования на барабанном вакуум-фильтре при различных значениях
частоты вращения барабана фильтра (задаются преподавателем по таблице
2), учитывая при этом, что зона фильтрования составляет угол 1200.
После каждого опыта замеряют количество фильтрата, прошедшее за
определенное время через фильтровальную перегородку, а фильтровальная
ткань промывается водой от осадка (мела) через выход фильтрата.
40
Площадь поверхности фильтра F1 (м2) принимается студентами из
таблицы 1 по заданию преподавателя в соответствии со своим вариантом.
Таблица 1
№ варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Площадь
барабанного вакуумфильтра
F1, м2
10
20
15
22
30
25
12
35
40
32
Значения частоты вращения барабана фильтра принимается по таблице
2.
Таблица 2
Частота
вращения
барабана фильтра
n, мин
1
2
3
4
5
0,25
0,5
0,75
1,0
2,0
6
7
Получив задание по определению констант уравнения фильтрования С и
К при m различных фиксированных значениях частоты вращения барабана n
(мин-1, смотрите таблицу 2), но неизменного значения движущей силы
процесса:
- рассчитывают продолжительность каждого опыта, соответствующую
определенному значению частоты вращения барабана фильтра и результаты
записывают в таблицу 3;
- рассчитывают площадь фильтрующей воронки (единица поверхности
барабанного вакуум-фильтра), произведя соответствующие замеры на
лабораторной установке;
- проводят серию опытов по фильтрации меловой суспензии в
нескольких поверхностях и полученное значение объема фильтрата заносят в
таблицу 3;
- определяют значения удельного объема фильтрата и величины,
обратной скорости фильтрования и результаты записывают в таблицу 3;
- по табличным данным строят график в координатах
' ( осьу ) VФ ' ( осьx ) (рисунок 2), по которому находят значения констант
V
Ф
уравнения фильтрования С и К, полученные данные заносят в таблицу 3;
- рассчитывают общее сопротивление фильтра для различных значений
частоты вращения барабана;
- определяют скорость фильтрования при различных значениях частоты
вращения барабана;
41
- рассчитывают производительность вакуум-фильтра по свекле, по
фильтрату, по влажному осадку и по сухому осадку при различных
значениях частоты вращения барабана;
- рассчитывают мощность электродвигателя привода барабана и
осуществляют его подбор.
Рисунок 2. График определения констант фильтрования.
Обработка экспериментальных данных и составление отчета
При составлении отчета вычерчивают и рассчитывают кинематическую
схему привода барабана вакуум-фильтра, выполняют расчеты по
приведенным в работе формулам и записывают результаты опытов и
расчетов в журнал наблюдений (таблица 3) и рабочую тетрадь.
Журнал наблюдений к лабораторной работе 1
Таблица 3
№ Частота
Время
n/n вращения фильтровабарабана ния τ, с
фильтра
n, мин-1
1
2
3
Объем
фильтрата
Vф
мл м3
4
Удельный
объем
фильтрата
VФ ' м3/м
5
6
42
Величина
обратная
скорости
фильтро
вания
VФ '
7
Константа
уравнения
фильтрования
С, м3/м
8
Константа
уравнения
фильтрова
ния
К, м3/c
9
На основании опытных и расчетных данных строят график (рисунок 2)
определения констант уравнения фильтрования и делают соответствующие
выводы.
Полученные данные по лабораторной работе могут служить исходным
материалом при проектировании барабанных вакуум-фильтров, а также
выборе оптимального режима работы барабанного вакуум-фильтра.
Контрольные вопросы:
1. Чем определяется скорость гидромеханического процесса
фильтрования?
2. Какая величина принята в качестве движущей силы процесса
фильтрования в модели Дарси?
3. Обоснуйте смысл констант уравнения фильтрования.
4. Из каких последовательных операций складывается полный цикл
работы барабанного вакуум-фильтра?
5. Как изменится производительность фильтра по фильтрату, если
движущую силу процесса увеличить в два раза?
Лабораторная работа № 2.
«Изучение работы просеивателя для сахара-песка и рафинада».
Цель работы: изучить устройство и принцип действия просеивателя
сахара. Оценить влияние конструктивных и кинематических параметров на
показатели
работы
просеивателя.
Рассчитать
по
заданной
производительности рабочую поверхность сита. Вычертить кинематическую
схему машины, произвести кинематический расчет и определить мощность
привода просеивателя.
43
Основные сведения и справочные материалы
Основная часть просеивателей – сита, различающиеся в зависимости от
вида продукта и представляющие собой решетки из стальной или латунной
проволоки, также сплетенные из шелковых или капроновых нитей. Форма
сит - плоские цилиндрические или многогранные призматические с
круглыми, овальными, щелевидными или иными отверстиями. Часть
продукта, прошедшая через отверстия сита, называют проходом, а
оставшуюся на сите- сходом.
КПД сита (отношение массы зерен, прошедших через сито, к массе
зерен такого же размера, содержащихся в исходной смеси) в зависимости от
типа и конструкции сит изменяется в пределах 60 75%.
Эффективность работы сит обусловлена следующими факторами:
формой и размерами отверстий сита; формой частиц продукта; толщиной
слоя продукта на сите; влажностью продукта и характером движения
продукта на сите.
Пропускная способность сит характеризуется «живым» сечением (для
штампованных сит - не более 50%, плетенных - 45 70%)
В зависимости от конструкции
сита и характера его движения
просеиватели классифицируют следующим образом:
Просеиватели
Просеиватели
с плоским ситом
Просеиватели с
возвратнопоступательным
движением сита
Просеиватели
с цилиндрическим
ситом
Просеиватели с
вибрационным
движением сита
Просеиватели с
вращающимся
ситом
Просеиватели с
неподвижным
ситом
На сахарных заводах для отделения от сахара-песка посторонних
примесей и комьев сахара применяются просеиватели типа БЦД системы
ВНИЭКИпродмаша и др. На рафинадных предприятиях примеси от
рафинадной кашки, поступающей на просеивание, отделяются на буратах и
виброситах.
Просеиватель с дробилкой и элеватором системы ВНИЭКИпродмаша
Устройство просеивателя с дробилкой и элеватором следующее [1].
44
Кузов просеивателя 4 подвешен при помощи упругих подвесок 2 на раме
1 и приводится в возвратно-поступательное движение от привода 10. Сахарпесок элеватором 5 подается на сито 3. Просеянный сахар по лотку 7
поступает на клеровку, а комья лотком 6 направляются в дробилку 8.
Дробилка имеет привод 9.
Раздавливание комков сахара происходит при помощи выступов валков
8. Для подачи комков сахара над валками дробилки установлены ворошители
4. Валки дробилки и ворошители вращаются от вала дробилки. Для этого
между шестернями 13 и 16 установлена промежуточная шестерня 14, а
шестерни валов дробилки находятся в зацеплении. При данных габаритных
размерах просеиватель имеет производительность 500 т сахара в сутки.
Бурат для просеивания сахарной кашки [1]
Сахар-песок по лотку 11 поступает на шнек 10, который равномерно
перемещает его в барабан 9. Барабан представляет собой сетчатую
поверхность из нержавеющей проволоки с размером отверстий 12 12 или
14 14мм, установленную на каркасе, изготовленном из уголков. Барабан
бурата устанавливается под углом 3-60 к горизонту в сторону движения
сахара. Частота вращения барабана составляет 3-5 об/мин. Просеянный сахар
поступает на ленту 1. Комки сахара по лотку 2 направляются в клеровочный
котел.
Определение технологических параметров просеивателя
Теоретическая производительность просеивателя Пт (т/час)
цилиндрическим ситом определяется по формуле:
с
Пт = Пш = F По,
(22)
где F - рабочая площадь сита, м2;
По – пропускная способность одного м2 сита (По = 0,33 0,56кг/м2с);
Пш – производительность шнека, т/час (задается преподавателем).
Из формулы (22) можно определить рабочую площадь сита F (м2):
F
ПШ
ПО
(23)
Производительность шнека Пш (т/час) можно также рассчитать по
следующей формуле:
Пш = 15· (D2-d2)·s·n2· ·ρ,
(24)
где D – диаметр шнека, м;
45
d – диаметр вала шнека, м (значения D, d и s замеряют на лабораторной
машине);
s – шаг витка шнека, м;
n2 – частота вращения шнека, мин-1;
ρ – объемная масса продукта (ρ = 500кг/м3);
- коэффициент заполнения сечения шнека ( = 0,15).
При заданном значении Пш из формулы (24) можно определить частоту
вращения шнека n2 (мин-1):
n2
15 ( D
2
ПШ
d2 ) s
(25)
Определение конструктивных и кинематических параметров
просеивателя.
Конструктивные размеры просеивателя определяют с помощью
штангенциркуля и измерительной линейки. После чего составляют
кинематическую схему привода просеивателя (рисунок 3) и производят
кинематический расчет, в результате которого определяется частота
вращения n3 (мин-1) спиральной лопасти для захвата и перемешивания муки.
Общее передаточное отношение:
u
u1·
=
u3
(26)
Задавшись числами зубьев малой шестерни Z1 и зубчатого колеса Z2
(определяются на лабораторной установке).
Находим передаточное отношение зубчатой передачи uз:
u3
n3
n2
Z2
Z1
(27)
Затем определяется частота вращения вала спиральной лопасти n3 (мин1
) из формулы (27):
n3
=
n2
·
u3
,
(28)
где n2 – частота вращения вала шнека, мин-1 (принимается из расчета
формулы (21) ) или определяется из соотношений:
46
n1
u1
n2
,
(29)
u1
d2
,
d1
(30)
где d1 и d2 – диаметры соответственно малого и большого шкивов
клиноремённой передачи, м (принимается из таблицы 5)
Рисунок 3. Кинематическая схема просеивателя «Пионер».
Определение потребной мощности на перемешивание и просеивание
сахара в просеивателе
Общая мощность привода просеивающей машины N (кВт):
N = Nл + Nш + Nc + Nд ,
(31)
где Nл – мощность, затрачиваемая на вращение спиральной лопасти
(подгребание сахара к шнеку), кВт;
Nш – мощность, затрачиваемая на поднятие сахара шнеком, кВт;
Nс – мощность, затрачиваемая на проталкивание сахара через сито
центробежными лопатками, кВт;
Nд – мощность, затрачиваемая на вращение конуса отходами, кВт.
47
Мощность на вращение спиральной лопасти Nл (кВт):
Nл
P
1000
,
(32)
где Р - сила трения лопасти о сахар, Н;
- окружная (линейная) скорость точек, расположенных на расстоянии
Rл от центра лопасти м/c (R принимается упрощенно равным 2/3 радиуса
лопасти Rл: R = 2/3Rл).
Сила трения лопасти о сахар Р (Н):
Р
=
Pо
·Fл
·f
(33)
где Pо – давление продукта на уровень лопасти, Н/м2;
Fл – площадь поверхности лопасти, м2 (определяется замерами и
расчетами на лабораторной машине);
f – коэффициент трения сахара о сахар (f = 0,6 0,7).
Давление продукта на лопасть Ро (Н/м2):
Po
R' Fл
f K
,
(34)
где ρ – плотность сахара, кг/м3 (ρ =400 кг/м3);
R - гидравлический радиус на уровне вращения лопасти, м;
K – коэффициент подвижности сахара, К = 0,2 0,27.
Гидравлический радиус R (м):
R
Dл
4
,
(35)
где Dл - диаметр лопасти, м (определяется измерением на лабораторной
машине).
Окружная скорость
(м/c):
48
R n3
,
30
(36)
где n3 - частота вращения лопасти, мин-1 (определяется в кинематическом
расчете).
Мощность на поднятие сахара шнеком Nш (кВт):
Nш
П Ш Н К1
,
1000
(37)
Пш – производительность шнека, т/час (задается преподавателем из
таблицы 4);
Н – высота шнека, м (определяется измерением на лабораторной
машине);
К1 – коэффициент, учитывающий потери на трение в подшипниках вала
шнека, К = 1,1 1,2.
Мощность на проталкивание сахара через сито Nс (кВт):
Nс
g Пш h ( K c
1 ) 10 3 K л
408
h ( Rc
rc )
,
(38)
где g – ускорение свободного падения (g = 9,8м/c2);
h – высота цилиндрического неподвижного сита, м (замеряется на
лабораторной машине);
Rc и rc – соответственно наружный и внутренний радиусы лопаток у
сита, м (определяется измерением на лабораторной машине);
- угловая скорость шнека, рaд/c;
Kc – коэффициент сопротивления продукта у сита (Кс = 10);
Kл – коэффициент сопротивления сахара на лопастях, Кл = 1500.
Угловая скорость шнека
(рад/c):
n2
60
=
(39)
где n2 – частота
кинематического расчета).
вращения
шнека,
мин-1
(принимается
из
Величиной Nд можно пренебречь, т. к. слой отходов очень маленький, а
сам диск имеет толщину всего 0,8 мм и его масса незначительна.
49
После определения
электродвигатель.
значения
общей
мощности,
подбирается
Описание лабораторной установки.
Лабораторная установка (рисунок 4) представляет собой серийно
выпускаемый просеиватель «Пионер», предназначенный для просеивания
муки, сахара-песка и др., и удаления из них ферропримесей. Машина
подключена через магнитный пускатель к источнику электроэнергии.
Работа лабораторного просеивателя осуществляется следующим
образом: сахар для просеивания подается из мешка в приемный бункер 1
через предохранительную решетку 2. Спиральная лопасть 3 захватывает и
перемешивает сахар-песок, подавая его к вертикальному шнеку 4, который
поднимает сахар и протирает его через внутреннее сито 5, имеющее
отверстия для задержания крупных примесей. Центробежные лопасти 6
отбрасывают и протирают сахар через второе более мелкое наружное сито 7.
Просеянный сахар («проход») перемещается через полюса постоянных
магнитов 8 для удаления ферромагнитных примесей.
Примеси («сход»), не прошедшие через сита проталкиваются шнеком и
лопастями через отверстия на вращающийся конус, откуда они с помощью
центробежной силы сбрасываются в специальный сборник. Привод
просеивателя состоит из электродвигателя, клиноременной и зубчатой
передач.
50
Рисунок 4. Схема экспериментальной установки для просеивания сахара
(просеиватель «Пионер»)
Методика проведения лабораторной работы
Знакомятся с разделом основных сведений, с лабораторной машиной,
определив достоинства и недостатки просеивателя. Определяют технические
параметры просеивателя (рабочую площадь сита) по различным вариантам
значений производительности шнека Пш (т/час) (смотрите таблицу 4).
Таблица 4
Наименование
параметра
Производительность
шнека, Пш, т/час
1
0,5
2
1,0
Значения параметров по вариантам
3
4
5
6
7
8
0,8 1,5
0,75
0,65
0,6 1,3
51
9
1,2
10
0,95
Затем составляют кинематическую схему привода просеивателя
(рисунок 3) и производят кинематический расчет, приняв значения Z1, Z2 и
d1, d2 из таблицы 5 по вариантам.
Таблица 5
Наименование параметра
Число зубьев шестерни Z1
Число зубьев колеса Z2
Диаметр малого шкива d1, мм
Диаметр малого шкива d2, мм
1
13
116
80
280
Значения параметров по вариантам
2
3
4
5
6
7
8
9
15 17 11 19 15 13 19 21
120 118 120 130 126 122 128 130
76 85 78 92 100 104 84 95
290 286 275 300 296 292 302 305
10
11
114
83
280
Определяют потребную мощность привода просеивателя N (кВт).
Обработка экспериментальных данных и составление отчета
При составлении отчета студенты вычерчивают кинематическую схему
просеивателя, выполняют расчеты по приведенным в работе формулам и
записывают результаты опытов и расчетов в журнал наблюдений (таблица 6).
После окончания работы необходимо сопоставить полученные опытные
данные по производительности и мощности с паспортными данными
машины и сделать соответствующие выводы.
Журнал наблюдений к лабораторной работе
Таблица 6
№
n/n
Показатель
1
2
Производительность просеивателя
Пропускная способность
1 м2 сита
Рабочая площадь сита
Диаметр шнека
Диаметр вала шнека
Шаг витка шнека
Плотность муки
Коэффициент заполнения сечения
шнека
Частота вращения электродвигателя
Частота вращения шнека
Частота вращения вала лопасти
Общее передаточное отношение
Площадь поверхности лопасти
Давление продукта на лопасть
Коэффициент трения
Коэффициент,
учитывающий
потери на трение в подшипниках
вала шнека
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Условное
Обозначение
Пт; Пш; Пс
По
Единица
Измерения
т/час
кг/м2·с
F
D
d
s
м2
м
м
м
кг/м2
-
nэл; n-1
n2
n3
u
Fл
Pо
f
K1
мин-1
мин-1
мин-1
м2
Н/м2
-
52
Данные
ОпытРасчетные
ные
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
Коэффициент подвижности сахара
Коэффициент
сопротивления
продукта у сита
Коэффициент сопротивления сахара
на лопастях
Сила трения лопасти о сахар
Гидравлический радиус
Диаметр лопасти
Окружная скорость точек лопасти
Высота шнека
Высота
цилиндрического
неподвижного сита
Угловая скорость шнека
Наружный и внутренний радиусы
лопаток у сита
Теоретическая потребная мощность
K
Kс
-
Kл
-
Р
R'
Дл
Н
h
Н
м
м
м/c
м
м
Rс; rс
paд/c
м
N
кВт
Контрольные вопросы:
1. Как классифицируются просеиватели?
2. Каковы назначение, устройство и принцип работы просеивателя?
3. Какие формы сит применяются в просеивателях?
4. Какие параметры влияют на производительность просеивающих
машин?
5. Как определяется теоретическая мощность привода просеивателей?
Лабораторная работа № 3.
«Исследование процессов перемешивания жидкостей в дефекаторе».
53
Цель работы: изучить устройство и принцип действия дефекатора.
Определить производительность дефекатора. Сравнить конструкции
перемешивающего оборудования с целью выбора наиболее рациональной и
экономичной компоновки. Получить навыки по приборному оснащению
подобного оборудования. Научиться правильно определять наиболее
значимые параметры процесса перемешивания жидкостей. Определить
мощность, потребную на перемешивание жидкостей одной лопастью.
Освоить навыки по анализу полученных результатов и методам их
математической обработки вручную и с помощью ЭВМ.
Наиболее распространенными в пищевой промышленности (в том числе
в сахарной отрасли) являются лопастные мешалки. Они наиболее просты по
конструкции, удобны в эксплуатации и экономичны.
Основные сведения и справочные материалы
Классификация аппаратов основной дефекации
К аппаратам основной дефекации предъявляются те же требования, что
и к аппаратам предварительной дефекации. Так как основная дефекация
тесно связана с процессом I сатурации, необходимо поддерживать
постоянную щелочность дефекованного сока. Она не должна отклоняться
более чем на
0,1% СаО от установленной щелочности. Основными
условиями получения равномерной щелочности дефекованного сока
являются точная дозировка известкового молока и равномерное поступление
его в дефекатор. Продолжительность основной дефекации обычно составляет
при переработке здоровой свеклы 8-10 мин. При переработке подпорченной
свеклы продолжительность дефекации устанавливается опытным путем.
Длительная дефекация при повышенной температуре может привести к
понижению доброкачественности дефекованного сока.
Для проведения основной дефекации применяются аппараты
непрерывного действия вертикального и горизонтального типа. Типовыми
аппаратами являются аппараты, разработанные Гипросахпромом типа ОД.
На сахарных заводах нашей страны нашли применение аппараты
системы Бригель-Мюллера, французской фирмы «ФивЛилль-Кай» и
дефекаторы системы «Буккау-Вольф».
Аппарат основной дефекации типа ОД-6
Аппарат ОД-6 (производительность G = 1500т/сутки) [1] состоит из
цилиндрического корпуса 4 и конического днища 7. Для перемешивания
преддефекованного сока и известкового молока внутри корпуса на валу 12
установлена лопастная мешалка 10, а на внутренней поверхности корпуса –
контрлопасти 5. Аппарат периодически очищают от осадка, открывая
угловой
вентиль
на
спусковой
коммуникации.
Интенсивному
перемешиванию
содержимого
в
аппарате
способствует
подвод
54
преддефекованного сока и известкового молока в направлении мешалки 10.
Вал вращается от привода 1. Дефекованный сок отводят через короб 3,
который прикрыт переливным карманом 13. Для удаления пены
предназначен прямоугольный короб 14.
Производительность дефекатора по свекле G (т/сутки) определяется:
G
24 60 60 V
10 P
,
(40)
где V – необходимая полная вместимость аппарата, м3 (задается
преподавателем);
- коэффициент заполнения аппарата продуктом ( = 0,7);
- плотность продукта ( = 1080 кг/м3);
Р – количество обрабатываемого продукта, % к массе свеклы
(определяется из продуктового расчёта);
- продолжительность обработки продукта ( = 600 с).
Теория процесса смешивания
При вращении жидкости в цилиндрической емкости под действием
вращения самой емкости или вращения лопасти, опущенной в жидкость, на
поверхности образуется параболическая воронка (рисунок 6). В результате
края жидкости поднимаются вверх на высоту h1 (мм), а центр опускается
вниз на высоту h2 (мм). Используя энергетическую теорию процесса, можно
определить угловую скорость или частоту вращения жидкости – n (мин-1),
соответствующую этим высотам:
n1
2
g ( h1
R
n2
2
g ( h h2 ) ,
R
h)
,
(41)
(42)
где R – радиус емкости, м;
h1 и h2 – соответственно высоты краев и центра параболической
воронки, м;
g – ускорение свободнопадающего тела, м/с2;
h – уровень жидкости в свободном состоянии, м.
55
Рисунок 6. Схема для расчёта скорости жидкости.
Сила сопротивления, действующая на вращающуюся лопасть P(H)
определяется по закону Ньютона:
P
F v2 ,
c
(43)
где – плотность жидкости, кг/м3;
F – площадь лопасти, м2;
- скорость жидкости, омывающей лопасть, м/с;
с – коэффициент сопротивления, зависящий от формы лопасти, скорости
жидкости, ее вязкости и т.д., определяется экспериментально; при расчетах
можно принимать в пределах с = 1,5 2.
Для мешалки с одной прямоугольной лопастью длиной А (м) и высотой
В (м), закрепленной непосредственно на валу, сила Р (Н) будет равна:
P
3,65 10
3
с
n 2 A3 B
(44)
Крутящий момент М (Н·м) на лопастном валу равен:
M
2,74 10
3
c
n 2 A4 B
(45)
Мощность на процесс перемешивания жидкости одной лопастью N
(Вт) равна:
56
N
2,87 10
4
с
n
3
A4 B
(46)
Рисунок 7. Схема лабораторной установки для изучения процесса
перемешивания.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка (рисунок 7) состоит из сварной станины 1, на
которой закреплены все элементы конструкции. Цилиндрическая емкость 2
снизу имеет вал, вращающийся в подшипниках 3. Вращение от
электродвигателя 4 на вал передается клиноременной передачей 5,которая
для измерения скорости вращения имеет ступенчатые шкивы. Через другой
подшипниковый узел 6 пропущен лопастной вал 7, лопасть которого
опущена в исследуемую жидкость. Этот вал связан со станиной установки
через измерительную балку 8, деформация изгиба которой пропорциональна
крутящему моменту и измеряется визуально. Для обеспечения достоверности
измерений имеется тарировочное устройство, имеющее шкив 9, гибкую нить
10, блок 11 и сменный груз 12.
Методика проведения лабораторной работы
Определяют производительность дефекатора по соответствующей
формуле.
Производят тарировку датчика крутящего момента путем установки
различных грузов и измерения деформации измерительной балки. Строят
тарировочный график зависимости деформации от крутящего момента.
Устанавливают в приводе наименьшую частоту вращения емкости
n(мин-1). Наливают в емкость жидкость известной плотности до
определенного уровня. Включают электродвигатель и измеряют высоту краев
и центра параболической воронки поверхности жидкости.
Измеряют
57
деформацию измерительной балки и по татировочному графику определяют
крутящий момент, силу сопротивления на лопасти и мощность на процесс.
Увеличивая ступенчато частоту вращения емкости проводят
последовательно измерения деформации измерительной балки.
Обработка экспериментальных данных и составление отчета
Изучив теорию процесса перемешивания жидкости лопастной мешалкой
при заданных параметрах: размерах лопасти – А В (мм); высот – h1 и h2 (мм)
и плотности жидкости (кг/м3) рассчитывают:
- теоретическую производительность дефекатора G (т/сутки);
- предельную частоту вращения жидкости – n1 (мин-1) из условия
подъема краев жидкости в емкости до высоты h1 (мм);
- частоту вращения жидкости – n2 (мин-1) из условия опускания центра
вращающейся воронки до уровня – h2 (мм);
- усилие жидкости - Р (Н), действующей на лопасть размером А В,
опущенной в исследуемую жидкость;
- крутящий момент – М (Н·м) на лопастном валу и мощность привода N (Вт) при заданных условиях процесса перемешивания.
Все данные, рассчитанные и измеренные параметры, заносят в журнал
наблюдений по работе (таблица 7).
Журнал наблюдений по лабораторной работе 3.
Таблица 7
№
опыта
1
n,
мин-1
2
h1,
м
3
h2,
м
4
P,
Н
5
М,
Н·м
6
N,
Вт
7
с
8
Примечание: результаты в столбцах 3-8 заполнять в виде дробных
чисел, где в числителе указывать рассчитанные значения, а в знаменателе –
измеренные.
1.
По экспериментальным данным
производят расчет
коэффициента сопротивления – с, используя уравнение (42). Результат
заносят в столбец 8 таблицы 7.
2.
По данным таблицы 7 строят график зависимости = f (n),
где – отношение h2/h1.
3.
Строят график зависимости c = f (n).
4.
Описывают указанные зависимости эмпирическими
уравнениями с использованием типовых программ на ЭВМ.
5.
Сравнивают результаты теоретических расчетов и
экспериментальных данных, сделав обоснованные выводы.
Контрольные вопросы:
58
1. Что такое дефекация сока или сиропа?
2. Опишите устройство и принцип действия дефекатора.
3. Как определяется мощность на перемешивание жидкостей в
лопастных смесителях?
Лабораторная работа № 4.
«Определение расчетных параметров жидкостных сепараторов»
Цель работы: изучить устройство и принцип действия сепаратора для
разделения крахмалобелковых суспензий. Оценить влияние конструктивных
параметров на показатели работы сепаратора. Ознакомиться с
теоретическими исследованиями в области тонкослойного сепарирования.
Освоить инженерную методику расчета процесса сепарирования.
Экспериментально определить характеристики исходного продукта, фугата,
необходимой степени осветления и гидродинамических параметров
процесса. Определить производительность сепаратора по различным
методикам. Рассчитать потребную мощность привода сепаратора.
Основные сведения и справочные материалы
Центрифуги, работающие на частотах вращения выше критических, с
упругими опорами, называются сепараторами. Сепараторы позволяют
значительно интенсифицировать процесс осаждения частиц суспензий. Если
фактор разделения обычных центрифуг от 500 до 2000, то у промышленных
сепараторов он достигает 6000, а у специальных – и более.
Различие процесса центрифугирования от сепарирования состоит в том,
что в барабане работающей центрифуги, заполненной суспензией,
происходит следующее передвижение частиц: тяжелые - к периферии,
легкие- в сторону оси барабана центрифуги. Как тяжелые, так и легкие
частицы для того, чтобы достичь своих крайних возможных положений (т.е.
тяжелым осесть на стенки барабана, а легким перелиться через горловину),
должны преодолеть всю толщину суспензии в барабане, непрерывно
испытывая при этом сопротивление встречного потока частиц, причем при
больших скоростях осаждения в суспензии возникают завихрения,
препятствующие разделению фракций. Главным отличием сепаратора от
центрифуги является работа при скоростях выше критических и наличие
пакета тарелок в барабане, что дает возможность разделять суспензии в
тонком слое, когда частице для оседания или всплытия не требуется
преодолевать всей толщи суспензии. Современные сепараторы способны
разделить суспензию, если разность плотности фаз составляет 1%, а
величина частиц d 0,07мкм.
Процесс разделения суспензии в барабане сепаратора представлен на
рисунке 8. Под действием центробежного поля более тяжелые (на рисунке черные) ингредиенты суспензии движутся от оси барабана, встречают на
своем пути нижнюю поверхность тарелки и по ней сползают к периферийной
59
части барабана, вытесняя более легкую фракцию к центру барабана,
создавая таким образом, между тарелками встречные потоки тяжелой и
легкой фракций. Если эти потоки будут турбулентными, с завихрениями и
перемешиванием фракций, то сепарирование будет ухудшаться (упадет
острота сепарирования). Поэтому непременным условием сепарирования
должна быть ламинарность движения жидкости между тарелками. Движение
жидкости характеризуется критерием Рейнольдса (Re):
M
R
Re
,
(47)
где М - расход жидкости через одно межтарелочное пространство, м3/c,
R – радиус тарелки, м;
- кинематическая вязкость жидкости, м2/c.
Рисунок 8. Разделение суспензии в барабане с тарелками.
Для сепараторов с расстоянием между тарелками в 1мм критическое
значение Rкр находится в интервале 350 600. Чтобы обеспечить хорошее
сепарирование критерий Рейнольдса не должен превышать 200.
Продукт, поступающий в сепаратор, распределяется по пакету тарелок
через отверстия в них. Меняя расположения отверстий в тарелках
относительно пограничной линии, можно влиять на технологические
показатели работы сепаратора.
Угол наклона тарелок к горизонту
также влияет на процесс
сепарирования и должен подбираться в зависимости от свойств продукта.
Для всех крахмальных сепараторов = 45о. В зависимости от назначения,
предъявляемых к ним требований и производительности сепараторы
различаются по конструкции.
По способу подвода и отвода продуктов сепараторы бывают:
60
1. Открытые - подвод и отвод продуктов осуществляется открытым
потоком (продукты не изолированы от контакта с воздухом);
2. Полузакрытые - подвод продукта осуществляется открытым потоком,
а отвод фракций – по закрытым напорным трубопроводам (продукт также не
изолирован от воздуха);
3. Закрытые (или герметические) - подвод и отвод продукта происходит
под давлением в закрытых трубопроводах (продукт изолирован от воздуха).
По способу выгрузки осадка из барабана сепараторы разделяются на:
1. Ручные – осадок периодически выгружается из барабана вручную;
2. Сопловые непрерывнодействующие – осадок непрерывно выводится
из барабана через отверстия (сопла) в барабане;
3. С пульсирующей выгрузкой осадка – осадок центробежным способом
удаляется из барабана через определенные промежутки времени.
В крахмалопаточной промышленности сепараторы применяются для
осуществления следующих технологических операций:
- разделение крахмало-глютеновой суспензии и очистка крахмального
молока при переработке зерновых культур;
- концентрирование глютена;
- промывание крахмала в картофелекрахмальном производстве;
- осветление глютеновой воды;
- выделение жиро-белковых примесей из паточных и глюкозных
сиропов после нейтрализации.
Для разделения крахмало-белковых суспензий и очистки крахмального
молока применяются сепараторы типа ПСА-4 и ПРН.
Сепаратор ПСА-4 [3] - открытого типа, с непрерывным выводом
сгущенного схода через сопла. Основные узлы сепаратора: станина 1;
привод; чаша 2, к которой крепятся приемоотводящие сборники 11; барабан
3 с тарелкодержателем 4, пакетом тарелок 5, затяжным кольцом 6, крышкой 7
и верхним стаканом 8, через который выводится жидкий сход; питающий
штуцер 9; крышка 10.
Принцип действия сепаратора следующий. Крахмальное молоко через
питающий штуцер 9 поступает во внутреннюю полость тарелкодержателя 4 и
через распределительные отверстия в тарелкодержателе и пакете тарелок 5
распределяется по пакету тарелок.
Тяжелая фракция (крахмал)
отбрасывается к периферии барабана и выводится через сопла; легкая
фракция вытесняется к оси барабана и через верхний стакан выводится в
приемник.
Сепараторы
ПРН
[3]
применяются
на
больших
зерноперерабатывающих, крахмалопаточных предприятиях.
Для расчета процесса сепарирования предложено много методик, каждая
из которых исходит из определенных предпосылок и предлагает некоторые
допущения с введением поправочных коэффициентов, определяемых для
каждого конкретного технологического процесса экспериментально.
61
Требованиям практики в большей степени отвечает так называемая
унифицированная методика технологического расчета жидкостных
сепараторов Бремера-Гольдина, которая сводится к определению трех
показателей (критериев) процесса:
- критерия Р, характеризующего остроту сепарирования;
- критерия К, характеризующего режим потока;
- критерия Э, характеризующего размеры взвешенных частиц.
Наибольший интерес для практики представляет второй критерий К, так
как режим работы сепаратора должен быть устойчиво ламинарен.
Исследования механического подобия межтарелочных потоков во
вращающемся роторе показали, что пользоваться в данном случае числом
Рейнольдса в его обычном виде нельзя, так как он не отражает особенности
движения жидкости во вращающемся пакете тарелок, где поле скоростей
жидкости определяют силы Кориолиса и трения.
По теории Гольдина М.Е. целесообразны для использования два вида
чисел подобия и . Число характеризует отношение кориолисовых сил к
силам внутреннего трения:
sin
h
,
(48)
где h – расстояние между тарелками по нормали, м;
- окружная скорость на радиусе R тарелки, рад/c;
- угол наклона образующей тарелки к оси вращения, град;
- кинематическая вязкость, м2/c.
Число
силе:
характеризует отношение кориолисовых сил к центробежной
u
,
R
(49)
где u – cредняя меридиальная скорость потока, м/c;
R – радиус тарелки, м.
Для удобства пользуются объединенным числом подобия K:
К
=
(50)
62
(
-
1)·
С учетом всего вышеизложенного расчет производительности можно
осуществить двумя способами: по остроте сепарации Gос (методика Бремера
Г.И.) и по режиму межтарелочных потоков Gр.п. ( методика Гольдина Е.М.).
Производительность сепаратора по остроте сепарации. Gо.с (м3/c):
Goc
'
z (
1
2
) d2
27
2
3
( R1 3 R2 ) tg
,
(51)
где
– коэффициент, учитывающий отличие реального процесса от
теоретического ( = 0,5 0,7);
z – число тарелок, шт. (задается преподавателем);
– соответственно плотность дисперсионной фазы и
1
И
2
дисперсионной среды, кг/м2 (задаются преподавателем или определяются
экспериментально);
d – эквивалентный диаметр наименьших частиц, подлежащих
выделению,
м
(задается
преподавателем
или
определяется
экспериментально);
- угловая скорость барабана сепаратора, рад/c (задается
преподавателем или определяется экспериментально);
R1 и R2 – соответственно максимальный и минимальный радиусы
тарелок, м (задаются преподавателем или принимаются по результатам
измерений);
- угол наклона образующей тарелки к горизонту, град ( = 450);
- коэффициент динамической вязкости, Па·с (задается преподавателем
или определяется экспериментально).
Производительность сепаратора по режиму межтарелочных потоков
Gр.п.. (м3/c):
G р .л
2
z R 2 ср h
кр
,
(52)
где R 2cp - cредний радиус тарелки, м;
h – межтарелочный зазор, м (принимают h = 10-3 м);
кр - критическое значение критерия гидродинамического подобия.
Предельная производительность сепаратора определяется меньшим из
значений Gо.с и Gр.п.. Данная производительность является теоретической и
относится к периоду непрерывной работы сепаратора, фактическая
производительность Gф определяется с учетом времени, необходимого на их
разгрузку.
63
Расчет расхода суммарной мощности
осуществляется по следующей формуле:
N1
N
N2
на сепарирование
N3
N4
N (кВт)
,
(53)
где N1 – мощность, необходимая для сообщения кинетической энергии
выбрасываемой жидкости, кВт;
N2 – мощность, необходимая для преодоления трения о воздух, кВт;
N3 – мощность, необходимая для преодоления трения в опорных
подшипниках ротора, кВт;
N4 – мощность, необходимая для выброса осадка через разгрузочные
щели, кВт;
- КПД привода сепаратора ( = 0,4 0,6).
Мощность N1 (кВт), необходимая для сообщения кинетической энергии
выбрасываемой жидкости:
N1
4
2
G n2 R2
2 1000
,
(54)
где
- коэффициент, учитывающий радиальную скорость струи
( = 1,1 11.2);
G – производительность сепаратора, м3/c (принимается из расчета);
n – частота вращения ротора, с-1 ;
R – расстояние от оси вращения до входного отверстия на тарелке, м
(задается преподавателем);
- плотность суспензии, кг/м3 ( = 1000 кг/м3).
Мощность N2 (кВт), необходимая для преодоления трения о воздух:
N2
1,8 10
6
В
F
3
P
,
(55)
где в - плотность воздуха при 200 С, кг/м3 ( в = 1,2 кг/м3);
F – площадь боковой поверхности ротора, м2 (определяется расчетом по
рисунку 15);
р - окружная скорость ротора, м/c (определяется расчетом).
Мощность N3 (кВт), необходимая для преодоления трения в опорных
подшипниках ротора:
N3
C
110
qi d i
(56)
где С – эмпирический коэффициент (С = 0,002);
qi – назрузка на подшипник, Н (qi = 20 Н);
64
,
di – диаметр цапфы, м (di = 0,02 м).
Знак
указывает на необходимость суммирования потерь во всех
подшипниках.
Мощность N4
разгрузочные щели:
(кВт),
необходимая
для
выброса
осадка
через
2
N4
GOC
P
2 1000
,
(57)
где Gос - количество осадка, выгруженного за определенное время, кг/c.
Нужно также учитывать, что в период разгона ротора сепаратора
необходимая суммарная мощность примерно в 1,5 раз больше, чем в период
рабочего хода. После определения значения общей мощности производится
подбор электродвигателя.
Описание лабораторной установки
Лабораторная установка (рисунок 9) состоит из сепаратора-осветителя
(1), пластинчатого теплообменника (2), смонтированных на общей плите (3)
и центробежного насоса (4).
Кроме того, установка включает: расходный бак для приготовления
суспензии, сборник-мерник фугата, коммуникации с соответствующей
запорной и регулирующей арматурой. Установка также комплектуется
приборами (секундомерами, микроскопом, весами, приборами для
определения прозрачности и вязкости, мерными колбами и стаканами,
колбами, пробирками и т.п.) В эксперименте для составления исходной
суспензии используют: глицерин, песок, коагулянт (сернокислый алюминий
или бентонит).
65
Рисунок 9. Экспериментальная установка по сепарированию:
а – общий вид сепаратора и теплообменника в сборе;
б – схема барабана сепаратора.
Методика проведения лабораторной работы
После ознакомления с теоретическими предпосылками, лабораторной
установкой и ее отдельными элементами, правилами работы на установке
приступают к приготовлению исходной суспензии (состав: вода, мел,
глицерин). При работе с меловой суспензией без глицерина ее плотность ( 1 )
и динамическую вязкость ( ) принимают соответственно 1 = 1020 кг/м3 ; =
10,05·10-4 Па·с или по таблице 8.
Таблица 8
Наименовани
е
1
параметра
Плотность
1000
дисперсионной среды, 1
кг/м3
Плотность
1800
дисперсионной
среды
3
2 , кг/м
Динамическа 10,0
я
Вязкость
,
4
Па с 10
Диаметр
0,07
2
Значения параметров по вариантам
3
4
5
6
7
8
10
1035
1020
1010
1005
1020
1015
1025
1030
1825
1250
1900
1835
1845
1850
1815
1820
1870
10,0
2
10,0
5
10,0
4
10,0
1
10,0
8
10,0
1
10,09
10,1
10,0
0,08
0,07
0,09
0,1
0,06
0,07
0,09
66
1040
9
0,08
0,06
выделенных
частиц
d,
мкм
Максимальный радиус
тарелок R 1 ,
м
Минимальный радиус
тарелок R 2 ,
м
Угловая
скорость
барабана
,
рад/c
Число
тарелок
z, шт
0,1
0,12
0,15
0,2
0,22
0,17
0,16
0,13
0,14
0,21
0,04
0,04
5
0,04
4
0,04
3
0,05
0
0,04
1
0,04
0,038
0,037
0,052
480
500
515
485
490
492
505
475
482
487
69
67
68
71
74
75
65
70
76
62
Кинематическую вязкость
суспензии определяют расчетным путем.
При добавлении глицерина вязкость
определяется вискозимнтром
Освальда.
В
процессе
проведения
лабораторной
работы
определяют
эффективность сепарирования, которая характеризуется прозрачностью Хi
фугата. При этом в широких пределах варьируют производительностью
сепаратора G, которую определяют по времени наполнения мерного сосуда с
последующим перерасчетом. Прозрачность фугата определяют при помощи
калориметра-нефенометра или «по-шрифту». Результаты опытов заносят в
журнал наблюдений (таблица 9). Необходимые для расчетов размеры
выделенных при сепарировании частиц мела определяют косвенным путем –
исследованием фугата под микроскопом. Вначале находят частицы, размеры
которых можно считать средними и характерными для осветленной
суспензии, а затем определяют их диаметр (d). При этом полученный размер
принимают в качестве предельного для выделенных частиц, учитывая, что
более крупные частицы переходят в осадок. Полученные данные заносят в
журнал наблюдений. Затем определяют значения производительности и
потребной мощности.
Обработка экспериментальных данных и составление отчета
При составлении отчета студенты дают краткое описание лабораторной
установки и хода работы, выполняют расчеты по приведенным в работе
формулам и записывают результаты опытов и расчетов в журнал наблюдений
(таблица 9) и рабочую тетрадь.
67
Журнал наблюдений к лабораторной работе 4.
1
3
4
5
6
кр
7
8
Диаметр частиц d,
мкм
2
Числа подобия
Объединенное
число подобия
Ккр
Gос,
3
М /c
Степень
осветления, Sn
Gоп,
3
М /c
Поправочный
коэффициент
β = Gоп./Gос
№ n/n
Производительность сепаратора
Прозрачность, Xi
Таблица 9
9
Рисунок 10. Барабан сепаратора.
По данным эксперимента строится график зависимости прозрачности
фугата Хi от производительности Gоп сепаратора. На этот же график, при
68
10
необходимости, наносится прямая, характеризующая необходимую степень
осветления,
что
позволяет
определить
предельно
допустимую
производительность Gпред сепаратора с точки зрения технологической
эффективности процесса. После этого анализируют полученную
графическую зависимость и делают соответствующие выводы. При расчете
составляющей мощности N2 можно использовать данные о размерах
барабана сепаратора, приведенные на рисунке 10. Результаты расчета
боковой поверхности барабана рекомендуется представить в виде таблицы
10.
Таблица 10
№
участка
Площадь
участка,
F, м2
Средний радиус
участка
Rср,м
Расчетное
значение,
3
Rср , м3
Расчетное
значение,
F R 3 ср ,м5
1
2
3
4
5
6
7
2
3
4
5
Полученные в лабораторной работе данные могут служить исходным
материалом при проектировании сепаратора целевого назначения, подбора
существующих конструкций и выбора режима их работы.
Контрольные вопросы:
1. Какова физическая сущность фактора разделения при сепарировании?
2. Опишите методику определения производительности сепаратора по
остроте сепарации.
3. Опишите устройство и принцип действия сепаратора для разделения
крахмало-белковых суспензий.
4. Какой основной параметр эффективности процессов принимается при
расчете производительности сепаратора по режиму межтарелочных потоков?
5. Какое влияние на процесс сепарирования оказывают различные
физические параметры продуктов (температура, вязкость и другие)?
6. Как определяется необходимая мощность привода сепаратора?
69
Методические указания по проведению практических занятий
Введение
Дисциплины «Оборудование отрасли», «Технологическое оборудование
отрасли» (сахарных и крахмалопаточных предприятий) являются
специальными, завершающими профессиональную подготовку инженеров
для сахарных и крахмалопаточных предприятий по специальностям:
260601 (1706) – «Машины и аппараты пищевых производств» и
260203 (2704) – «Технология сахарных продуктов».
Целью дисциплины является получение студентами современных знаний в
области устройства, проектирования и эксплуатации технологического
оборудования сахарных и крахмалопаточных отраслей пищевой
промышленности с учетом теоретических, практических и экологических
аспектов, а также качественная подготовка к решению, как конкретных
производственных задач, так и перспективных вопросов, связанных с
технологическим оборудованием отрасли.
Учебным планом по дисциплине предусмотрено проведение практических
занятий в зависимости от специальности и курса в следующих объемах:
 спец. 260601 (1706) – 6 курс полной формы – 16 часов;
 спец. 260601 (1706) – 4 курс сокращенной формы – 8 часов;
 спец. 260203 (2704) – 5 курс полной формы – 10 часов;
 спец. 260203 (2704) – 3 курс сокращенной формы – 6 часов.
1. Организация практических занятий
Практические занятия проводятся после чтения курса лекций по данной
дисциплине. Цель занятий – освоение методик расчета технологического
оборудования сахарных и крахмалопаточных предприятий.
Занятия проводятся в специализированных аудиториях кафедры с
использованием наглядных учебных пособий (плакатов, макетов),
конспектов лекций, учебно-практических пособий и специальной
литературы.
Контингент студентов в объеме сдвоенной группы делится на отдельные
подгруппы (по списку или по занимаемым местам) в количестве 4–6 человек.
Преподаватель объявляет тему занятий, поясняя, на какой лекции был
прочитан
означенный
материал.
Каждой
подгруппе
выдается
70
индивидуальное задание в виде входных числовых параметров или
специальных таблиц.
Преподаватель, проводящий практическое занятие, постоянно контролирует
выполнение студентами своих заданий, давая при этом необходимые
рекомендации либо в индивидуальном порядке, либо с помощью аудиторной
доски.
Желательно в аудитории наличие компьютеров, так как заложенные в них
специализированные программы позволяют, с одной стороны, подробно и
многократно детализировать задания, а с другой – осуществлять постоянный
контроль за правильным их выполнением.
С этой целью программы должны быть воспроизведены в диалоговом
режиме, что значительно позволит сократить время выполнения заданий
практического занятия.
Весь текстовой, расчетный и графический материал (схемы оборудования
при необходимости) выполняется студентами в отдельной тетради. По
завершению занятий преподаватель просматривает тетрадь, делает
необходимые замечания и оценивает качество выполненного задания.
Тетрадь по практическим занятиям в обязательном порядке предъявляется на
зачете (экзамене) по данной дисциплине.
2. Темы практических занятий
Темы занятий подбираются в зависимости от рабочей программы
дисциплины и материала, излагаемого на лекциях, в учебно-практических
пособиях и рекомендованной литературе.
Тема 1. Оборудование для мойки сахарной свеклы.
Тема 2. Оборудование для изрезывания сахарной свеклы в стружку.
Тема 3. Оборудование для получения диффузионного сока.
Тема 4. Оборудование для уваривания продуктов сахарного производства.
Тема 5. Оборудование для замачивания кукурузного зерна.
71
3. Методические указания по темам практических занятий
3.1. Тема 1. Оборудование для мойки сахарной свеклы.
Машины для мойки свеклы предназначены для окончательной очистки
сахарной свеклы от тяжелых и легких примесей. К ним относятся: одно- и
двухкорпусные с постоянным уровнем воды; комбинированные и
специальные.
Справочный материал и расчетные формулы:
При расчете свекломоек в начале определяют их производительность G
(т/сутки) по свекле:
G
24 60 60 V
1000
,
(3.1)
где V – полная вместимость моющей части свекломойки, м3;
–
коэффициент заполнения моющей части свеклой, = 0,8 0,9; – насыпная
плотность свеклы, кг/м3 (для свекломоек с высоким уровнем воды = 420
кг/м3, с низким уровнем – = 500 кг/м3); – коэффициент использования
свекломойки (принимается = 1); – продолжительность пребывания свеклы
в мойке, с (зависит от длины гидротранспортера Lг (м): при Lг < 200 м – =
270 с; при Lг > 200 м – = 250 с).
Затем
рассчитывают
производительность
перебрасывающих ковшей G1 ковшей (т/сутки):
G
24 60 60 m Vк
1000
n
,
выбрасывающих
и
(3.2)
где m – число ковшей, шт; Vк – полная вместимость ковша, м3;
– коэффициент заполнения ковша, = 0,7; n – частота вращения вала ковша,
мин-1.
В завершении определяют расход свежей воды, поступающей в свекломойку
Р (в % к массе свеклы):
1000 q 100
P
,
(3.3)
q 1
72
где q – количество свеклы на 1 м3 полезной вместимости свекломойки, кг/м3
(принять q = ); 1 – продолжительность пребывания воды в мойке, с (зависит
от степени загрязнения свеклы, 1 = 500 800 с).
Задача 1. Определить полную вместимость моющей части свекломойки V
(м3) используя исходные данные таблицы 1:
№
Тип
вари- свекломойки с
анта уровнем воды
1
низким
2
высоким
3
низким
4
высоким
5
низким
6
высоким
7
низким
8
высоким
9
низким
10
высоким
Производительность
свекломойки G,
т/сутки
6000
2880
4500
1900
3300
5400
1700
3900
2500
4600
Длина
гидротранспортера L2, м
< 200
> 200
< 200
> 200
< 200
< 200
> 200
< 200
> 200
< 200
Таблица 1
Коэффициент
заполнения,
0,9
0,8
0,85
0,9
0,8
0,85
0,9
0,9
0,85
0,9
Пример решения для варианта № 1: V = 41,6 м3.
Задача 2. Определить производительность комбинированной свекломойки G
(т/сутки), используя исходные данные таблицы 2, приняв: V = V1 + V2 (м3);
= 450 кг/м3.
Таблица 2
№
Полная
Полная вместимость
Длина
Коэффициент
вари- вместимость
отделения с низким
гидротрансзаполнения,
3
анта
отделения с
уровнем воды V2, м
портера Lг, м
высоким
уровнем воды
V1, м3
1
56
42
< 200
0,9
2
32
28
> 200
0,85
3
24
20
> 200
0,8
4
18
16
< 200
0,9
5
48
34
> 200
0,85
6
36
30
> 200
0,9
7
42
36
< 200
0,8
73
8
9
10
28
32
22
20
26
18
< 200
< 200
> 200
0,8
0,85
0,9
Пример решения для варианта № 1: G = 12700 т/сутки.
Задача 3. Определить расход свежей воды Р (% к массе свеклы), в
свекломойке, используя исходные данные таблицы 3:
№
варианта
Тип свекломойки с
уровнем воды
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
высоким
низким
высоким
низким
высоким
низким
высоким
низким
высоким
низким
Длина
гидротранспортера
L2, м
> 200
< 200
< 200
> 200
> 200
> 200
> 200
< 200
< 200
< 200
Таблица 3
Продолжительность
пребывания воды в
мойке 1, с
560
630
540
600
580
650
500
585
670
520
Пример решения для варианта № 1: Р = 61,6 % массе свеклы.
74
3.2. Тема 2. Оборудование для изрезывания сахарной свеклы в стружку.
Данное оборудование предназначено для получения диффузионной стружки
из сахарной свеклы при помощи ножей. К нему относятся различные
свеклорезки в зависимости от конфигурации узла с режущими устройствами:
центробежные (с неподвижными режущими устройствами); дисковые и
барабанные (с подвижными режущими устройствами).
Справочный материал и расчетные формулы:
При расчете машин для изрезывания свеклы в начале определяется
производительность свеклорезки по свекле G (т/сутки):
G
Кк Кэ
24 60 60 L a n
1000
,
(3.4)
где L – длина режущей кромки свеклорезного ножа, м (для стандартных
ножей центробежной свеклорезки L = 0,615 м); а – высота подъема ножа, м (а
= 0,001 0,002 м); n – количество ножей в свеклорезке, шт; – скорость
резания свеклы, м/с ( = 0,4 0,8 м/с); – насыпная плотность свеклы в
корпусе свеклорезки, кг/м3 (для центробежной свеклорезки = 500 кг/м3); Кк
– конструктивный коэффициент (принять Кк = 0,95
0,99); Кэ –
эксплуатационный коэффициент (принять Кэ = 0,9).
Затем исходя из заданной мощности сахарного завода определяется общая
длина режущей кромки ножей Lобщ (м) и количество свеклорезок mс (шт).
Общая длина режущей кромки ножей свеклорезки Lобщ (м):
Lобщ
1000 Gобщ
24 60 60 а
Кк Кэ ,
(3.5)
где Gобщ – мощность завода, т/сутки.
Необходимое количество свеклорезок mс (шт):
mc
Gобщ
G
,
(3.6)
После расчета количества свеклорезок необходимо предусмотреть резервное
оборудование (1 на каждую группу работающих).
75
Задача 4. Определить производительность центробежной свеклорезки для
получения желобчатой стружки, используя исходные данные таблицы 4:
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Высота подъема
ножа а, м
Количество
ножей n, шт
0,0020
0,0017
0,0015
0,0012
0,0016
0,0018
0,0020
0,0013
0,0014
0,0019
40
32
48
24
24
24
48
40
32
24
Скорость
резания свеклы
, м/c
6,45
7,56
7,97
6,34
6,00
5,82
5,79
7,46
6,76
5,10
Таблица 4
Конструктивный
коэффициент,
Кк
0,966
0,982
0,981
0,960
0,965
0,980
0,968
0,989
0,963
0,972
Пример решения для варианта № 1: G = 11919 т/сутки.
Задача 5. Определить общую длину режущей кромки ножей Lобщ(м) и количество центробежных свеклорезок, используя исходные данные таблицы 5.
Производительность свеклорезки G (т/сутки) принять из расчета задачи 4.
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Мощность
завода Gобщ,
т/сутки
4800
2700
1900
3400
5100
6200
1700
2400
3800
4200
Высота
подъема ножа
а, м
0,0014
0,0018
0,0020
0,0019
0,0016
0,0020
0,0017
0,0014
0,0019
0,0015
Скорость
резания свеклы
, м/c
5,76
7,25
6,75
5,85
7,90
6,36
5,82
7,65
5,75
6,8
Таблица 5
Конструктивный
коэффициент,
Кк
0,966
0,980
0,981
0,965
0,963
0,981
0,968
0,987
0,963
0,970
Пример решения для варианта № 1: Lобщ = 13,2 м; mс = 1 шт + 1 резервная.
76
3.3. Тема 3. Оборудование для получения диффузионного сока.
Диффузия (экстракция) – это извлечение из сложного вещества одного или
нескольких компонентов с помощью растворителя, обладающего
избирательной
способностью
растворять
вещество,
подлежащее
экстрагированию.
Движущей силой процесса диффузии является разность концентраций
компонента (в данном случае это сахароза) в сложном веществе и
растворителе.
Оборудование для получения диффузионного сока предназначено для
экстракции сахаров из свекловичной стружки с помощью экстрагирующей
жидкости (воды). К нему относятся следующие диффузионные аппараты:
одно-двух- и многоколонные; наклонные (шнековые) и ротационные.
Справочный материал и расчетные формулы:
При расчете диффузионные аппаратов определяются производительность G
(т/сутки) и полезная вместимость аппарата Vn (м3).
Производительность аппаратов для диффузии G (т/сутки):
G
24 60 60 V
1000
q
,
(3.7)
где V – полная вместимость аппарата, м3;
– объемный коэффициент
заполнения (принимается в зависимости от типа диффузионного аппарата:
для колонных –
= 0,95; для наклонных –
= 0,5; для ротационных –
=
0,3);
q – масса стружки на единицу полезной вместимости аппарата, кг/м3
(для колонных – q = 700 кг/м3; для наклонных – q = 650 кг/м3; для
ротационных – q = 520 кг/м3); – длительность процесса диффузии при
максимальной частоте вращения шнеков (для колонного аппарата – = 4200
с; для наклонного – = 3600 с; для ротационного – = до 6000 с).
Полная вместимость диффузионного аппарата V (м3):
V
Vn
,
(3.8)
Подставив значение (3.8) в формулу (3.7) можно определить расчетное
значение полезной вместимости аппарата Vn (м3):
Vn
1000 G
24 60 60 q ,
(3.9)
При необходимости определяют массу стружки сахарной свеклы М (т),
находящейся в диффузионном аппарате:
М
Vn q
,
1000
(3.10)
77
Задача 6. Определить производительность диффузионного аппарата G
(т/сутки), используя исходные данные таблицы 6.
№
варианта
Тип диффузионного
аппарата
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
колонный
наклонный
колонный
ротационный
наклонный
колонный
ротационный
наклонный
колонный
наклонный
Таблица 6
Длительность
диффузии , мин
Полезная
вместимость
аппарата Vn, м3
173,3
157,6
197,6
529,8
207,5
208,4
245,2
264,5
143,4
392,1
75
45
70
75
50
80
70
90
78
105
Пример решения для варианта № 1: G = 4380 т/сутки.
Задача 7. Определить полную вместимость V (м3) наклонного диффузионного
аппарата и массу М (т) продукта в нем, используя исходные данные таблицы
7 и приняв q = 650 кг/м3.
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Производительность
аппарата G, т/сутки
6300
2700
5400
3200
1800
4500
1700
3900
2300
5500
Таблица 7
Длительность
диффузии , мин
50
90
60
80
85
55
65
70
60
75
Пример решения для варианта № 1: V = 673 м3; М = 218,73 т.
Задача 8. Определить производительность G (т/сутки) колонного
диффузионного аппарата, используя исходные данные таблицы 8.
78
Полезный объем аппарата Vn (м3) рассчитать по формуле:
Vn
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,9 H
Внутренний
диаметр
аппарата Dк, м
7,35
3,95
5,10
4,44
4,68
6,82
3,96
4,22
4,26
5,24
Dк2
d 2в
4
,
(3.11)
Диаметр
трубовала dв, м
Полная высота
аппарата Н, м
2,04
1,54
1,96
1,82
1,82
1,98
1,52
1,82
1,54
1,88
17,26
16,45
22,39
18,46
18,46
16,45
16,42
18,53
14,22
23,32
Таблица 8
Длительность
диффузии,
, мин
105
95
75
80
80
90
80
100
70
105
Пример решения для варианта № 1:G = 6160 т/сутки.
3.4. Тема 4. Оборудование для уваривания продуктов сахарного
производства.
79
К данному оборудованию относятся вакуум-аппараты, отличающиеся:
принципом действия (периодического и непрерывного); видом увариваемого
продукта (аппараты для уваривания I, II и III продуктов для сахара-песка и
рафинадных утфелей для сахара-рафинада); конструкцией корпуса
(цилиндрические,
сферические
и
сундучные);
пространственным
расположением корпуса (вертикальные и горизонтальные) и конструкцией
поверхности нагрева (с подвесными трубчатыми камерами; с кольцевой,
змеевиковой и комбинированной поверхностью).
Вакуум-аппараты предназначены для уваривания сиропа под разряжением
для получения вязкой смеси кристаллов сахара и межкристальной жидкости
– утфеля (содержание СВ = 92%).
Справочный материал и расчетные формулы:
При расчете вакуум-аппаратов периодического действия определяют
производительность G (т/сутки) по свекле (или рафинаду),массу одной вари
М (т) и площадь поверхности нагрева F (м2).
Производительность G (т/сутки) вакуум-аппарата периодического действия:
G
24 60 60 Vвак
10 Р
,
(3.12)
где Vвак – вместимость вакуум-аппарата, м3; – плотность сваренного утфеля
при температуре спуска, кг/м3 (принимается в зависимости от вида
увариваемого продукта: утфеля I продукта при выпуске 92% СВ – = 1494
кг/м3; утфеля II продукта – = 1501 кг/м3; утфеля III продукта – = 1505
кг/м3); Р – количество утфеля данного продукта, % к массе свеклы или
рафинада (для утфеля I продукта – Р = 42,86%; для утфеля II продукта – Р =
13,38%; для утфеля III продукта Р = 7,72%); – длительность полного цикла
работы вакуум-аппарата при одной варке, с.
1
2,
(3.13)
где 1 – длительность активной работы вакуум-аппарата, с;
вспомогательных операций, с
Значение
1
и
2
– длительность
принимать по таблице 9.
Вакуум-аппараты
I утфеля
2
Доброкачественность увариваемых
продуктов Dб, %
94 и выше
80
Таблица 9
1, мин
2, мин
145
15
92 – 93
90 – 91
85 – 87
83 – 84
78 – 77
76 – 75
74 и ниже
II утфеля
III утфеля
160
195
275
305
375
555
795
15
15
25
25
45
45
45
Масса одной варки М (т) утфеля:
10 G P
,
24 60 60
М
(3.14)
Площадь поверхности нагрева F (м2) одного вакуум-аппарата:
F
1000 D М r 60
,
P 1 t k
(3.15)
где D – расход греющего пара, в % к массе свеклы; М – масса одной варки
утфеля, т; r – скрытая теплота парообразования, кДж/кг (принимается по
виду увариваемого продукта: для I утфеля – r = 2354,78 кДж/кг; для II и III
утфелей – r = 2358,97 кДж/кг); t – средняя разность температур греющего
пара (tп) и кипения утфеля (tу), 0С; k – коэффициент теплопередачи,
кДж/(м2 · ч · 0С) принимать по таблице 10.
t
tn
tу ,
(3.16)
где tу в зависимости от вида продукта: для I утфеля – tу = 76 C; для II и III
утфелей – tу = 80 0C.
0
Вакуумаппараты
Доброкачественность Dб, %
I утфеля
II утфеля
III утфеля
92,5
86
75
Содержание
сухих
веществ в
сиропе СВ,
%
60
–
–
Таблица 10
Коэффициент теплопередачи
k [кДж/(м2 · ч · 0С)] при
температуре греющего пара
tn, 0С
105
110
115
120
125
1808 2179 2338 2464 2539
–
372
463
528
593
–
229
249
268
266
Задача 9. Определить полезную вместимость Vвак (м3) вакуум-аппарата
периодического действия, используя исходные данные таблиц 9 и 11.
№
Вакуум-аппарат для
Производитель81
Таблица 11
Доброкачественность
варианта
уваривания утфеля
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
ность аппарата G,
т/сутки
2500
4400
3300
1900
5100
6000
2800
5300
3700
4200
Dб, %
86,2
75,5
92,9
84,3
77,4
90,4
83,1
75,8
94,5
85,7
Пример решения для варианта № 1: Vвак = 46,3 м3.
Задача 10. Определить площадь поверхности нагрева F (м2) вакуум-аппарата
утфеля данного продукта с массой одной вари М (т), обогреваемого соковым
паром II ступени выпарной станции в количестве D = 15% к массе свеклы,
используя исходные данные таблиц 9, 10 и 12.
№
варианта
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Вакуум-аппарат для
уваривания утфеля
I
II
III
I
II
III
II
I
III
I
Масса одной
вари, т
60
65
55
70
75
72
63
80
78
62
Таблица 12
Температура греющего
пара tn, 0C
115
105
110
120
125
105
110
115
125
120
Пример решения для варианта № 1: F = 203,3 м3.
3.5. Тема 5. Оборудование для подготовки кукурузного зерна к
переработке при производстве кукурузного крахмала.
При производстве кукурузного крахмала применяется способ непрерывного
замачивания зерна, который реализуется с помощью специальных установок,
состоящих из нескольких замочных чанов, оснащенных эрлифтами
(воздушными подъемниками) для непрерывного перекачивания кукурузного
зерна из одного чана в другой.
82
При этом достигается значительное увеличение производительности
установки за счет того, что все чаны одновременно находятся в работе.
Справочный материал и расчетные формулы:
При расчете непрерывнодействующей замочной батареи необходимо
определить следующие параметры: производительность Q (т/сутки) батареи,
вместимость М (т) каждого чана и расход воздуха qв (м3/ч) на один чан и на
всю батарею Qв (м3/час).
Производительность Q (т/сутки) замочной батареи по товарному зерну:
Q
24 n М
,
(3.17)
где n – число чанов, шт; М – масса (вместимость) зерна товарной влажности в
одном чане, м; – заданная продолжительность замачивания, ч.
Если заданы производительность и число чанов, то из формулы (3.17) можно
определить вместимость М (т) каждого чана:
M
Q
24 n ,
(3.18)
Расход воздуха qв (м3/ч) на один чан можно определить по следующей
эмпирической зависимости:
qв
20n 4,7 1,5 e
0 ,025 d
,
(3.19)
где е – основание натурального логарифма; d – внутренний диаметр эрлифта,
м (для чанов высотой 7 10 м выбирается по графику на рис. 1 в зависимости
от производительности и коэффициента погружения К = 2,0 10,0).
К
H
h ,
(3.20)
где Н – высота эрлифта, м; h – расстояние от уровня водно-зерновой смеси в
чане до верхней точки воздушной линии эрлифта, м.
Расход воздуха Qв (м3/ч) на всю батарею:
Qв
qв n ,
(3.21)
где n – число чанов в батарее, шт.
Задача 11. Рассчитать непрерывнодействующую замочную батарею для
крахмального завода производительностью Q (т), используя исходные
данные таблицы 13 и рисунок 1.
№
варианта
1
Производительность по зерну
Q, т
200
Число чанов
n, шт
8
83
Производительность
замачивания , ч
48
Таблица 13
Коэффициент
погружения
К
3,5
2
3
4
5
6
7
8
9
10
210
250
300
160
180
190
220
230
200
7
8
6
6
8
7
8
6
6
50
46
52
45
48
50
44
49
55
3,2
2,5
2,2
4,0
5,0
4,5
3,5
2,5
2,0
Пример решения для варианта № 1: М = 50 т; Qв = 250 м3/ч.
Рисунок 1. График для определения диаметра трубы эрлифта.
2.2. Задания и методические указания по выполнению курсового проекта
Задания на курсовой проект
Задания на контрольные работы.
Студент выбирает для контрольных работ вариант, соответствующий
двум последним цифрам шифра. Например, шифр студента: 0114 – 260601 –
06/00268. Тема «Машина для изрезывания сахарной свеклы», мощность
84
завода 9000 т/сут. Исходные данные для каждого варианта на контрольные
работы приведены в таблицах 1-11.
Работы, выполняемые не по варианту шифра, не рассматриваются и не
засчитываются.
Задание на контрольную работу № 1.
1. В целях обеспечения оптимальной работы сахарного завода подберите
основное технологическое оборудование, приведите его техническую
характеристику.
Выбор обоснуйте расчетом производительности.
Вычертите машинно-аппаратурную схему завода, составьте ее описание.
Данные для расчета
Таблица № 1
Мощность
завода,
т/сут.
свеклы
Последняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6000 4500 6000 3000 4500 0300 9000 4500 6000 9000
2. В целях обеспечения оптимальной работы сахарорафинадного завода
(цеха), подберите основное технологическое оборудование, приведите его
техническую характеристику. Выбор обоснуйте расчетом
производительности.
Вычертите машинно-аппаратурную схему завода (цеха), составьте ее
описание.
Данные для расчета
Таблица № 2
Мощность
завода,
т/сут.
Последняя цифра шифра
0
20
1
50
2
100
3
25
4
40
5
100
6
50
7
25
8
20
9
40
6.2. Задание на контрольную работу № 2.
1. Последняя цифра шифра: 0.
Тема: Пресс для сахара-рафинада.
Таблица № 3
85
Мощность
завода,
т/сут.
Последняя цифра шифра
0
20
1
50
2
100
3
25
4
40
5
100
6
50
7
25
8
20
9
40
Приведите классификацию прессов для сахара-рафинада.
Вычертите эскиз дискового ротационного пресса, выбранного на
основе расчета его производительности, рассчитайте количество прессов в
зависимости от мощности завода.
Приведите описание устройства и принципа работы пресса для сахарарафинада.
Рассчитайте мощность привода пресса.
Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему пресса.
2. Последняя цифра шифра: 1.
Тема: Оборудование для прессования жома
Таблица № 4
Предпоследняя цифра шифра
Мощность
завода, т/сут
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
свеклы
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
1. Изложите теоретические и технологические основы процесса
прессования жома.
2. Вычертите эскиз пресса для прессования сырого жома, выбранного
на основе расчета его производительности, определите количество прессов в
зависимости от мощности завода.
3. Приведите описание устройства и работы пресса для жома.
4. Рассчитайте мощность привода пресса.
5. Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему пресса.
3. Последняя цифра шифра: 2.
Тема: Сушильная установка для сахара-песка.
Таблица №5
Мощность
Предпоследняя цифра шифра
86
завода, т/сут
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
свеклы
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
1. Изложите теоретические и технологические основы процесса сушки
сахара.
2. Вычертите эскиз сушильной установки для сахара-песка, выбранной
на основе расчета ее производительности, определите количество установок
в зависимости от мощности завода.
3. Приведите описание устройства и работы сушильной установки.
4.Рассчитайте объем сушильного барабана, а также расход воздуха и
тепла на сушку сахара-песка.
5. Рассчитайте мощность привода сушильного барабана.
6. Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему привода
сушильного барабана.
4. Последняя цифра шифра: 3.
Тема: Подвесная центрифуга.
Таблица № 6
Мощность
завода, т/сут
свеклы
Предпоследняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
Изложите теоретические и технологические основы процесса разделения
утфелей.
Вычертите эскиз центрифуги, выбранной на основе расчета
производительности, определите количество устанавливаемых центрифуг в
зависимости от мощности завода.
Приведите описание устройства и работы центрифуги.
Рассчитайте мощность привода центрифуги.
5. Последняя цифра шифра: 4
Тема: Вакуум-аппарат.
Таблица № 7
Мощность
Предпоследняя цифра шифра
87
завода, т/сут
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
свеклы
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
Изложите теоретические и технологические основы процесса
уваривания утфеля.
Вычертите эскиз вакуум-аппарата, выбранного на основе расчета
производительности, определите количество устанавливаемых вакуумаппаратов в зависимости от мощности завода.
Приведите описание устройства и работы вакуум-аппарата.
Рассчитайте расход пара на уваривание утфеля.
Рассчитайте толщину стенки и днища аппарата, число трубок и
толщину трубной решетки.
6. Последняя цифра шифра: 5.
Тема: Выпарная установка.
Таблица № 8
Мощность
завода,
т/сут.
свеклы
Предпоследняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
Изложите теоретические и технологические основы процесса
выпаривания сока.
Составьте схему выпарной установки. Вычертите эскиз выпарного
аппарата, выбранного на основе расчета производительности.
Приведите описание устройства и работы выпарной установки.
Рассчитайте толщину днища и стенки, число трубок и толщину трубной
решетки 1-го корпуса выпарной установки.
7. Последняя цифра шифра: 6.
Тема: Вакуум-фильтр.
Таблица № 9
Мощность
Предпоследняя цифра шифра
88
завода, т/сут.
свеклы
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
Изложите теоретические и технологические основы процесса фильтрации
и осветления диффузионного сока.
Вычертите эскиз вакуум-фильтра, выбранного на основе расчета его
производительности, определите количество устанавливаемых вакуумфильтров в зависимости от мощности завода.
Приведите описание устройства и работы вакуум-фильтра.
Рассчитайте мощность привода вакуум-фильтра.
Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему привода
вакуум-фильтра.
8. Последняя цифра шифра: 7
Тема: Дефектатор и аппарат 1 сатурации.
Таблица № 10
Мощность
завода,
т/сут.
свеклы
Предпоследняя цифра шифра
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
Изложите теоретические и технологические основы очистки
диффузионного сока.
Вычертите эскизы дефектатора и сатуратора 1-ой сатурации,
выбранных на основе расчета их производительности, определите количество
устанавливаемых аппаратов в зависимости от мощности завода.
Приведите описание устройства и работы этих аппаратов.
Рассчитайте мощность привода мешалки дефекатора.
Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему привода
аппарата основной дефекации.
9. Последняя цифра шифра: 8.
Тема: Машина для изрезывания сахарной свеклы.
Таблица № 11
Мощно
Предпоследняя цифра шифра
89
сть завода,
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
т/сут.
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
свеклы
Изложите теоретические и технологические основы процесса
изрезывания свеклы.
Вычертите эскиз свеклорезки, выбранной на основе расчета ее
производительности, рассчитайте количество устанавливаемых свеклорезок в
зависимости от мощности завода.
Приведите описание устройства и работы свеклорезки.
Рассчитайте мощность привода свеклорезки.
Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему привода
свеклорезки.
10. Последняя цифра шифра: 9.
Тема: Машина для мойки сахарной свеклы.
Таблица № 12
Мощно
Предпоследняя цифра шифра
сть завода,
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
т/сут.
3000 6000 4500 9000 3000 4500 9000 6000 4500 6000
свеклы
1. Изложите теоретические и технологические основы мойки свеклы и
отделения от нее различных примесей.
2. Вычертите эскиз свекломойки, выбранной на основе расчета ее
производительности, определите количество устанавливаемых свекломоек в
зависимости от мощности завода.
3. Приведите описание устройства и работы свекломойки.
4. Определите вместимость моющей части свекломойки, вместимость
ковша, выбрасывающей и перебрасывающей частей свекломойки, расход
воды на мойку свеклы.
5. Рассчитайте мощность привода свекломойки.
6. Составьте, рассчитайте и вычертите кинематическую схему привода
свекломойки.
7. Методические указания по выполнению контрольных работ.
Контрольная работа должна быть оформлена в отдельной тетради. На
обложке обязательно должны быть номер работы и шифр студента.
90
Все расчеты в контрольной работе приводятся в единицах СИ. Работа
должна быть написана аккуратно, разборчивым почерком, с необходимыми
пояснениями, показывающими, что студент достаточно хорошо разобрался
во всех вопросах контрольной работы. Ссылка на источник, по которому
приняты для расчета отдельные параметры оборудования, процесса и
использованы расчетные формулы обязательна.
В конце работы дается список использованной литературы с точным
указанием фамилий, инициалов авторов, названия книги, названия
издательства и места, где она издана, года издания.
Работа обязательно подписывается студентом; указывается дата
выполнения работы.
Для замечаний рецензента должны быть обязательно предусмотрены
поля. Исправления вносятся чернилами, четким почерком, разборчиво.
При внесении больших исправлений можно дать их в конце работы.
Обязательна нумерация страниц.
Студенты выполняют контрольные работы № 1 на 5 курсе полной и на 3
курсе сокращенной формы обучения; а также контрольную работу № 2 на 6
курсе полной и 4 курсе сокращенной формы обучения.
Прорецензированные контрольные работы с замечаниями рецензента
возвращаются студенту.
К оформлению задания контрольных работ студент должен приступить
только после проработки и усвоения соответствующих разделов курса.
8. Темы курсовых проектов.
В приведенных ниже таблицах 13 - 22 даются темы и спецзадания
курсовых проектов, объем графической и расчетной части проекта, а также
91
литература, которой следует пользоваться при выполнении курсового
проекта. Выбор темы производится по двум последним цифрам шифра
студента. Например, шифр студента: 0114 – 260601 – 06/00268. Тема проекта:
«Выпарной аппарат», мощность сахарного завода - 9000 т/сут. свеклы.
Последняя цифра шифра: 0
Тема: Камерный вакуум-фильтр.
Спецзадание: Модернизировать конструкцию
улучшения регенерации фильтрующей ткани.
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
фильтра
с
целью
Таблица № 13
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
4500
2000
Графическая часть:
Технологическая схема вакуум – фильтра – 0,5 л.
Сборочный чертеж фильтра - 1 л.
3. Узлы и детали фильтра – 1 л.
4. Кинематическая схема - 0,5 л.
Расчетная часть
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и количества фильтров.
1.2. Расчет необходимой площади фильтрации.
Расчет кинематической схемы.
Расчет мощности привода фильтра.
Литература: [1, с. 278-292, рис. 9.23, 9.25, 9.26, 9.27; 2; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 1.
Тема: Колонный диффузионный аппарат.
Спецзадание: Модернизировать рабочий орган с целью улучшения
работы аппарата.
Исходные данные
0,6
9000
Таблица № 14
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
45000
2000
Мощность завода, т/сут
Графическая часть:
Машинно-аппаратурная схема участка получения диффузионного сока
– 1л.
Сборочный чертеж аппарат - 1л.
92
Сборочный чертеж лопастного вала - 1 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и количества аппаратов.
Конструктивный расчет.
Расчет мощности привода.
Расчет кинематической схемы.
Литература: [1, с.127-147, 163-166, рис. 6.1, 6.2,6.3, 6.5, 6.6, 6.9, 6.10; 2;
4; 9].
Последняя цифра шифра: 2.
Тема: Диффузионный наклонный аппарат.
Спецзадание: Модернизировать лопастные валы с целью улучшения
работы аппарата.
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Таблица № 15
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
45000
2000
Графическая часть:
Сборочный чертеж аппарата - 1 л.
Сборочный чертеж лопастных валов - 1 л.
Узлы и детали лопастных валов - 0,5 л.
Кинематическая схема - 0,5 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и необходимого количества аппаратов.
Конструктивный расчет.
Расчет кинематической схемы аппарата.
Расчет мощности привода.
Литература: [1, с.151-156, 166-167, рис. 6.17, 6.18, 6.19, 6.20, 6.21; 2; 4;
9].
Последняя цифра шифра: 3.
Тема: Пресс для предварительного отжатия сырого жома.
Спецзадание: Модернизировать рабочий орган с целью увеличения
сухих веществ в жоме до 16 %.
93
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Таблица № 16
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
45000
2000
Графическая часть:
Сборочный чертеж пресса - 1 л.
Сборочный чертеж отжимного шнека - 1 л.
Сборочный чертеж регулирующего устройства - 0,5 л.
Кинематическая схема - 0,5 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и необходимого количества прессов.
Конструктивный расчет.
Расчет кинематической схемы.
Расчет мощности привода.
Литература: [1, с. 472-475, 481-483, рис. 16.2, 16.3; 2; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 4.
Тема: Центробежная свеклорезка.
Спецзадание: Модернизировать ножевые рамы с целью улучшения
работы свеклорезки.
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Таблица № 17
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
45000
2000
Графическая часть:
Сборочный чертеж свеклорезки - 1 л.
Сборочный чертеж ножевой рамы - 1 л.
Узлы и детали ножевой рамы - 0,5 л.
Кинематическая схема - 0,5 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и необходимого количества свеклорезок.
Конструктивный расчет.
Расчет кинематической схемы.
94
Расчет мощности привода свеклорезки.
Литература: [1, с. 93-100, 108-125, рис.5.2, 5.3, 5.11, 5.12, 5.13, 5.14,
5.18, 5.18; 2; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 5.
Тема: Центрифуга для 1 продукта.
Спецзадание: Модернизировать ротор центрифуги с целью увеличения
производительности на 25 %.
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Таблица № 18
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
45000
2000
Графическая часть:
Сборочный чертеж центрифуги - 1 л.
Сборочный чертеж ротора центрифуги - 1 л.
Сборочный чертеж устройства для выгрузки осадка - 1 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и необходимого количества центрифуг.
Конструктивный расчет
Расчет кинематической схемы.
Расчет мощности привода.
Литература: [1, с. 386-413, рис. 14.2, 14.3, 14.5, 14.6, 14.13; 2; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 6.
Тема: Машина для отмывания свеклы.
Спецзадание: Разработать устройство
комбинированной свекломойки.
для
улучшения
чистки
Таблица № 19
95
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
4500
2000
Графическая часть:
Машинно-аппаратурная схема участка очистки и подачи свеклы – 1л.
Сборочный чертеж свекломойки - 1 л.
Сборочный чертеж камнеловушки – 1 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и необходимого количества свекломоек.
.2. Расчет производительности перебрасывающего и выбрасывающего
ковшей.
.3.
Расчет расхода воды на мойку свеклы.
2. Конструктивный расчет:
2.1. Расчет кинематической схемы.
3. Расчет мощности привода.
Литература: [1, с.12-14, 55-73, рис.2.1; 2, рис. 3-4, 3-5, 3-6; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 7.
Тема: Вакуум-аппарат для уваривания утфеля.
Спецзадание: Модернизировать греющую камеру аппарата с целью
улучшения его работы.
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Таблица № 20
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
4500
2000
Графическая часть:
Сборочный чертеж аппарата- 1 л.
Сборочный чертеж греющей камеры - 1 л.
Сборочный чертеж спускного устройства - 1 л
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности вакуум-аппарата и необходимого
количества аппаратов.
Теплотехнический расчет:
2.1.Расчет расхода пара на уваривание утфеля.
3. Конструктивный расчет:
96
3.1 Расчет объема аппарата.
2. Расчет толщины трубной решетки.
3.3. Расчет толщины стенки корпуса аппарата.
Литература: [1, с.334-345, рис. 11.8, 11.9, 11.10, 11.11; 2; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 8
Тема: Выпарной аппарат.
Спецзадание: Модернизировать сепарирующее устройство с целью
улучшения качества работы.
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
9000
Таблица № 21
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
3000
6000
4500
2000
Графическая часть:
Машинно-аппаратурная схема выпарной установки - 1 л.
Сборочный чертеж аппарата - 1 л.
Сборочный чертеж сепарирующего устройства - 1 л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности выпарного аппарата и необходимого
количества аппаратов.
Теплотехнический расчет:
.1 Расчет площади поверхности нагрева.
3. Конструктивный расчет:
1. Расчет толщины трубной решетки.
3.2. Расчет объема аппарата.
Литература: [1, с. 318-331, рис. 11.1, 11.3; 2, рис. 10-6; 4; 9].
Последняя цифра шифра: 9.
Тема: Дисковой фильтр.
Спецзадание: Разработать фильтрующий элемент фильтра в зависимости
от его производительности.
97
Исходные данные
Мощность завода, т/сут
0,6
40
Таблица № 22
Предпоследняя цифра шифра
2,8
3,7
1,4
5,9
20
25
50
100
Графическая часть:
Машинно-аппаратурная схема участка фильтрации – 1л.
Сборочный чертеж фильтра - 1л.
Сборочный чертеж фильтрующего элемента - 1л.
Расчетная часть:
1. Технологический расчет:
1. Расчет производительности и необходимого количества фильтров.
.2.Расчет поверхности фильтрации.
2. Кинематический расчет.
Литература: [1, с. 249-255, рис. 9.10, 9.11, 9.12; 2; 4; 9].
Методические указания по выполнению курсового проекта.
Учебным планом по курсу «Оборудование отрасли (сахарные
предприятия)» для студентов 6 курса и 4 курса сокращенной формы
обучения факультета «Управления и информатизации» предусмотрено
выполнение курсового проекта.
Студенты допускаются к сдаче экзамена только после успешной защиты
курсового проекта.
Студент выполняет курсовой проект по соответствующему варианту
задания, либо, в исключительных случаях, по согласованию с кафедрой
«Пищевые машины».
Кафедра не ограничивает студента в творческом подходе к
предложенным задачам и ждет от него новых оригинальных решений. Для
выполнения темы курсового проекта по предложению студента, он должен
написать заявление на имя заведующего кафедрой с указанием предлагаемой
темы, подписать его у ведущего преподавателя и утвердить у заведующего
98
кафедрой, после чего, это заявление подколоть после титульного листа
курсового проекта.
Объем курсового проекта для студентов-механиков (спец. 260601):
графическая часть - 3 листа (формат А1); пояснительная записка - 30 - 40
страниц.
Расчетная записка должна содержать:
Введение.
Обзор литературы по теме курсового проекта.
Технико-экономическое обоснование.
Описание разрабатываемой машины или аппарата
.1. Назначение машины (аппарата).
.2. Описание устройства машины (аппарата).
.3. Принцип работы машины (аппарата).
.4. Техническая характеристика машины (аппарата).
Расчетная часть:
5.1. Технологический расчет.
5.2. Конструктивный расчет.
5.3. Кинематический расчет (при необходимости).
5.4. Расчет потребной мощности привода.
5.5. Теплотехнические расчеты (при необходимости).
Заключение.
Литература.
Приложение (спецификации).
В конце записки проставляется дата выполнения проекта и подпись
студента.
2.3. Методические указания по организации самостоятельной работы
В вводной части курса необходимо ознакомиться с историческим
обзором развития сахарных и рафинадных производств.
Необходимо усвоить:
1) основные направления и задачи технологического прогресса, развития
и внедрения новой техники, комплексной механизации и автоматизации
производства в пищевой промышленности;
2) основные пути дальнейшей механизации промышленности за счет
создания и внедрения механизированных и автоматизированных линий,
участков, цехов и предприятий наряду с улучшением качества продукции для
удовлетворения все возрастающих потребностей населения страны.
Особо следует остановиться на работах отечественных ученыхосновоположников теорий и конструкций пищевых машин. Подробно
рассмотреть работы по созданию теории и конструированию машин и
аппаратов для свеклосахарной, сахарорафинадной промышленности. Наряду
99
с этим необходимо ознакомиться с последними достижениями в области
новой техники на отечественных и зарубежных предприятиях.
Изучив историю развития свеклосахарной и сахарорафинадной
промышленности, необходимо уяснить технологические процессы
производства и общую классификацию основного технологического
оборудования.
Для
лучшего
усвоения
курса
студентами
при
изучении
технологического оборудования по каждому виду производства сначала
следует рассмотреть машинно-аппаратурные схемы участка, цеха и затем
перейти к устройству каждой машины или аппарата, входящих в схему.
Необходимо обратить внимание на автоматические устройства для контроля
и регулирования технологического процесса там, где они имеются.
Изучение машинно-аппаратурной схемы следует заканчивать
рассмотрением технических характеристик, основных правил эксплуатации,
требований техники безопасности.
Анализируя работу отдельных машин и аппаратов по всему курсу
прежде всего следует уяснить их технологическое назначение для
выполнения соответствующих операций.
Учитывая, что в промышленности применяется значительное
количество различных по конструкции машин и аппаратов, выполняющих
одинаковые или близкие по характеру операции, следует изучить
классификацию оборудования отрасли. Классификация, как правило,
охватывает все типы существующих машин и характеризует их по
определенным признакам, в том числе, по характеру воздействия на продукт,
характеру рабочего цикла, степени механизации и автоматизации,
функциональному назначению оборудования. При усвоении классификации
машин и аппаратов необходимо ознакомиться с достоинствами и
недостатками их как по технологическому соответствию, так и по
конструкции, удобству обслуживания, ремонту и т.п.
При проработке основ расчета некоторых машин и аппаратов следует
освоить методы определения их производительности при оптимальных
режимах работы.
Кроме того, необходимо знать методы тепловых расчетов, расхода пара,
воды, воздуха и поверхности теплообмена, методы определения мощности
электродвигателя для привода машины.
Все расчеты, рассматриваемые в курсе, должны опираться на знания,
приобретенные
при
изучении
курсов
теоретической
механики,
сопротивления материалов, теплотехники, процессов и аппаратов, расчета и
конструирования машин и аппаратов пищевых производств, электротехники
и технологии отрасли.
В процессе изучения оборудования рекомендуется руководствоваться
следующей схемой: назначение оборудования, его устройство, принцип
действия. При этом необходимо ознакомиться с технической
характеристикой оборудования. Под технической характеристикой
100
оборудования следует понимать основные технические показатели машин. К
ним относятся производительность, вместимость, габариты, скорость
движения рабочих органов, потребность в воде, паре, воздухе, потребная
мощность электродвигателя, масса машины и другие технические данные.
По каждому виду оборудования необходимо рассмотреть основные
правила эксплуатации, причины возможной ненормальной работы и способы
устранения, требования, предъявляемые правилами охраны труда и техники
безопасности.
Как известно, расчетная производительность оборудования может быть
обеспечена только при оптимальных режимах его работы. С этой целью при
рассмотрении той или иной машины и аппарата необходимо знать условия,
способы регулирования оборудования для получения оптимальной
производительности при максимальной технологической эффективности, а
также мероприятия по охране труда и техники безопасности.
Необходимо также определить основные направления технического
усовершенствования изучаемого оборудования.
В результате изучения курса студент должен знать: технологическое
оборудование сахарного и рафинадного производства, теорию его основных
процессов, классификацию, устройство, особенности эксплуатации,
специфику расчетов, основы проектирования, направления и перспективы
совершенствования оборудования;
уметь: управлять работой технологического оборудования, выполнять
настройку, регулировку и ремонт оборудования, оценивать техническое
состояние машины, выполнять основные расчеты и составлять необходимую
техническую документацию, вести монтаж и испытания нового
оборудования.
2.4. Перечень основной и дополнительной литературы:
Основная
1. Гребенюк С.М. и др. Технологическое оборудование сахарных заводов.М.: КолосС, 2007. – 520 с.
Дополнительная
101
2. Гребенюк С.М. Технологическое оборудование сахарных заводов. Изд.
2-е. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983, 520 с.
3.Колесник Б.Г., Лыской В.П., Парходько А.П. Справочник механика
сахарного завода. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.
4.Каталог
–
Машины,
оборудование
и
приборы
автоматизации.
Том II, часть I, сахарная и крахмало-паточная промышленность.М., 1990.
5.Азрилевич М.Я. Оборудование сахарных заводов. Изд. 3-е. М.: Легкая и
пищевая промышленность, 1982.
6. Под ред. Лунина О.Г. Курсовое и дипломное проектирование
технологического
оборудования
пищевых
производств.
МВО
–
«Агропромиздат», 1990, 269 с.
7.Лунин О.Г., Вельтищев В.Н. Теплообменные аппараты пищевых
производств; МВО «Агропромиздат», 1987.
8.Сапронов А.Р., Сапронова С.А. Технология сахарного производства –
М.: Агропромиздат, 1998. – 430 с.
9.Прудиус Б.В., Хоменко А.И. Расчет оборудования сахарных заводов
(теория и задачи). – М.: Агропромиздат, 1985. – 223 с.
10.Бугаенко И.Ф., Тужилкин В.И. Общая технология отрасли. Научные
основы технологии сахара. Часть 1. – С-Пб.: ГИОРД, 2007. – 508 с.
11.Славянский А.А. Проектирование предприятий отрасли: учебник. –
М.:ФОРУМ, 2009. - 320 с.
2.5. Перечень средств, методов обучения и способов учебной
деятельности
- тесты;
- деловые игры;
- компьютерные программы;
102
2.6. Требования к уровню освоения программы и формы текущего и
промежуточного контроля знаний
Требуемый уровень усвоения учебной программы – не менее 70% от
базовой программы.
Формы текущего и промежуточного контроля знаний:
- написание рефератов,
- доклады, подготовленные студентами по основным темам курса,
- решение задач по пройденным темам курса у доски,
- тестовые задания,
- зачетные вопросы,
- экзаменационные билеты.
3. Учебно-практическое пособие
ВВЕДЕНИЕ
Во вводной части курса необходимо ознакомиться с историческим обзором
развития сахарных и рафинадных производств.
Необходимо усвоить:
1) основные направления и задачи технического прогресса, развития и
внедрения новой техники, комплексной механизации и автоматизации
производства в пищевой промышленности;
2) основные пути дальнейшей механизации промышленности за счет
создания и внедрения механизированных и автоматизированных линий,
участков, цехов и предприятий наряду с улучшением качества продукции для
удовлетворения все возрастающих потребностей населения страны.
Особо следует остановиться на работах отечественных ученых
основоположников теорий и конструкций пищевых машин. Подробно
рассмотреть работы по созданию теории и конструированию машин и
аппаратов для свеклосахарной, сахарорафинадной промышленности. Наряду
с этим необходимо ознакомиться с последними достижениями в области
новой техники на отечественных и зарубежных предприятиях.
Изучив историю развития свеклосахарной и сахарорафинадной
промышленности, необходимо уяснить технологические процессы
производства и общую классификацию основного технологического
оборудования.
Для лучшего усвоения курса студентами при изучении технологического
оборудования по каждому виду производства сначала следует рассмотреть
103
машинно-аппаратурные схемы участка, цеха и затем перейти к устройству
каждой машины или аппарата, входящих в схему. Необходимо обратить
внимание на автоматические устройства для контроля и регулирования
технологического процесса там, где они имеются.
Изучение машинно-аппаратурной схемы следует заканчивать рассмотрением
технических характеристик, основных правил эксплуатации, требований
техники безопасности.
Анализируя работу отдельных машин и аппаратов по всему курсу, прежде
всего, следует уяснить их технологическое назначение для выполнения
соответствующих операций. Необходимо ознакомиться с характеристикой
сырья, поступающего в машину (аппарат) и продукта, получаемого по
окончании процесса. В этой связи важно обратить внимание на
технологические параметры обрабатываемого продукта (температура,
физико-механические свойства, дисперсность и т.д.), которые должны быть
обеспечены оборудованием при оптимальной производительности, кроме
того, надо внимательно разобраться и оценить область применения этого
оборудования.
Учитывая, что в промышленности применяется значительное количество
различных по конструкции машин и аппаратов, выполняющих одинаковые
или близкие по характеру операции, следует изучить классификацию
оборудования отрасли. Классификация, как правило, охватывает все типы
существующих машин и характеризует их по определенным признакам, в
том числе, по характеру воздействия на продукт, характеру рабочего цикла,
степени механизации и автоматизации, функциональному назначению
оборудования. При усвоении классификации машин и аппаратов с указанием
достоинств и недостатков их как по технологическому соответствию, так и
по конструкции, удобству обслуживания, ремонту и т.п.
При проработке основ расчета некоторых машин и аппаратов следует
освоить методы определения их производительности при оптимальных
режимах работы.
Кроме того, необходимо знать методы тепловых расчетов, расхода пара,
воды, воздуха и поверхности теплообмена, методы определения мощности
электродвигателя для привода машины.
Все расчеты, рассматриваемые в курсе, должны опираться на знания,
приобретенные
при
изучении
курсов
теоретической
механики,
сопротивления материалов, теплотехники, процессов и аппаратов, расчета и
конструирования машин и аппаратов пищевых производств, электротехники
и технологии отрасли.
В процессе изучения оборудования рекомендуется руководствоваться
следующей схемой: назначение оборудования, его устройство, принцип
действия. При этом необходимо ознакомиться с технической
характеристикой оборудования. Под технической характеристикой
оборудования следует понимать основные технические показатели машин. К
ним относятся производительность, вместимость, габариты, скорость
104
движения рабочих органов, потребность в воде, паре, воздухе, потребная
мощность электродвигателя, масса машины и другие технические данные.
По каждому виду оборудования необходимо рассмотреть основные правила
эксплуатации, причины возможной ненормальной работы и способы
устранения, требования, предъявляемые правилами охраны труда и техники
безопасности.
Как известно, расчетная производительность оборудования может быть
обеспечена только при оптимальных режимах их работы. С этой целью при
рассмотрении той или иной машины и аппарата необходимо знать условия,
способы регулирования оборудования для получения оптимальной
производительности при максимальной технологической эффективности, а
также мероприятия по охране труда и техники безопасности.
Необходимо также определить основные направления технического
усовершенствования изучаемого оборудования.
В результате изучения курса студент должен знать: технологическое
оборудование сахарного и рафинадного производства, теорию его основных
процессов, классификацию, устройство, особенности эксплуатации,
специфику расчетов, основы проектирования, направления и перспективы
совершенствования оборудования;
уметь: управлять работой технологического оборудования, выполнять
настройку, регулировку и ремонт оборудования, оценивать техническое
состояние машины, выполнять основные расчеты и составлять необходимую
техническую документацию, вести монтаж и испытания нового
оборудования.
Глава 1. Технологическое оборудование предприятий свеклосахарного и
сахаро-рафинадного производств
1.1.
Классификация
оборудования
предприятий
сахарной
промышленности
В сахарной промышленности применяются различные виды оборудования,
которые классифицируются по следующим признакам: характеру
воздействия на обрабатываемый продукт; по расположению в пространстве;
структуре рабочего цикла; принципу сочетания в производственном потоке;
степени механизации и автоматизации. Кроме перечисленных каждый вид
оборудования может иметь специфические признаки.
1.2. Машинно-аппаратурные схемы свеклосахарного и сахарорафинадных
производств
Технологические схемы сахарных производств включают большое
количество операций, необходимых для переработки свеклы в сахар-песок и
переработки последнего в рафинад. Из этих операций можно выделить
важнейшие (основные), при проведение которых происходит существенное
изменение сырья или промежуточных продуктов производства.
Совокупность машин и аппаратов, применяемых для выполнения основной и
105
вспомогательных операций, называют машинно-аппаратурной схемой
(МАС). Любую машинно-аппаратурную схему можно условно разделить на
три участка: подготовка сырья к переработке; приготовление
полуфабрикатов и получение готовых изделий.
Ниже приводятся МАС свеклосахарного и сахарорафинадных производств.
1.2.1. Производство сахара-песка
В качестве типовой схемы свеклосахарного производства принята схема с
тремя продуктовыми утфелями.
По принятой в производстве схеме [3, с. 39] сахарная свекла подается в завод
из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому транспортеру она
поступает к свеклонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее ее
перемещение по технологическому процессу происходит самотеком.
По
длине
гидротранспортера
последовательно
установлены
соломоботволовушки (для отделения легкий примесей), камнеловушки (для
удаления тяжелых примесей) и водоотделители (для отделения
транспортерно-моечной воды). Сахарная свекла после водоотделителей
поступает в моечную машину, предназначенную для окончательной очистки
свеклы. Количество воды на мойку свеклы зависит от степени ее
загрязненности и конструкции машины (60–100% к массе свеклы).
Транспортерно-моечные воды направляются в сепаратор для отделения от
них хвостиков и кусочков свеклы, которые после обработки подаются на
ленточный транспортер.
Отмытая сахарная свекла поднимается на ленточный транспортер, где с
помощью электромагнита от нее отделяются ферропримеси. После чего
свеклу взвешивают на весах и из промежуточного бункера направляют в
свеклорезки. Свекловичная стружка при помощи ленточного транспортера с
весами подается в диффузионную установку, где происходит извлечение
сахара из стружки методом диффузии. Из конца хвостовой части аппарата
выводится обессахаренная стружка (жом) и диффузионный сок (выход сока –
120% к массе свеклы). Жом отводится из диффузионных установок
конвейером в цех для прессования, сушки и брикетирования.
Диффузионный сок пропускается через фильтр, нагревается в подогревателе
и направляется в аппараты предварительной дефекации, куда с помощью
дозирующих устройств подается известковое молоко. Сок очищается в
результате коагуляции белков и красящих веществ и осаждения ряда анионов
с помощью раствора извести.
Дефекованный сок подается в аппарат I сатурации, где он дополнительно
очищается от растворимых несахаров и красящих веществ при пропускании
через него диоксида углерода СО2 (сатурационного газа). Сок I сатурации
подается через подогреватель в гравитационный отстойник, где он делится на
две фракции: осветленную (80% всего сока) и сгущенную суспензию,
поступающую на вакуум-фильтры.
106
Фильтрованный сок I сатурации направляется в аппараты II сатурации, где из
него удаляется известь в виде СаСО3. Сок II сатурации подается на фильтры.
Отфильтрованный сок подается в сульфитатор, где происходит его обработка
диоксидом серы SO2 (сернистым газом) с целью уменьшения цветности сока.
Затем сульфитированный сок направляют на фильтрацию, а затем
транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции,
предназначенной для последовательного сгущения сока до густого сиропа
(содержание сухих веществ увеличивается с 14 16% на входе в выпарку до
65 70% на выходе из нее).
Свежий пар поступает только в I корпус выпарной установки, а
последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса.
Полученный сироп направляется в сульфитатор, а затем на фильтрацию.
После чего он нагревается в подогревателе, откуда поступает в
периодические вакуум-аппараты первого продукта. Сироп уваривается до
пересыщения, сахар выделяется в виде кристаллов. Образуется утфель,
который содержит около 7,5% воды и около 55% выкристаллизовавшегося
сахара.
Затем утфель первой кристаллизации из вакуум-аппаратов поступает в
приемную утфелемешалку, откуда его направляют в утфелераспределитель, а
затем в центрифуги, где под действием центробежной силы кристаллы сахара
отделяются от межкристальной жидкости (первой оттек, чистота – 75 78%).
Чтобы получить белый сахар, его кристаллы промывают небольшим
количеством горячей воды (пробелка), при этом часть сахара растворяется и
из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты (второй оттек). Оба
оттека подают в вакуум-аппарат второй кристаллизации, где получают
утфель, содержащий около 50% кристаллического сахара. Утфель
постепенно охлаждают до температуры 40 0С при перемешивании в
утфелемешалках – кристаллизаторах. Утфель II кристаллизации направляется
в центрифугу, где от кристаллов сахара отделяется меласса. Желтый сахар
второй кристаллизации аффинируют первым оттеком, полученный утфель
направляется в распределительную мешалку, а затем в центрифуги.
Полученный сахар растворяется и сок поступает в линию. Белый сахар
(температура 70 0С, влажность 0,5
1,5%) выгружается из центрифуг,
попадает на виброконвейер и транспортируется в сушильно-охладительную
установку.
После сушки сахар-песок поступает на весовой ленточный конвейер и далее
на вибросито, где отделяются комочки сахара, которые растворяются и
возвращаются в продуктовый цех. Товарный сахар-песок поступает в
силосные башни (склады длительного хранения), а затем на фасовку.
1.2.2. Производство сахара-рафинада
Сахар-рафинад в мировой практике выпускается в виде сахара-песка и
кускового сахара. Кусковой сахар-рафинад производят в основном методом
прессования и вибрации. В качестве типовой схемы сахарорафинадного
107
производства принята схема с тремя рафинадными и четырьмя
продуктовыми утфелями.
Согласно принятой схеме производства кускового сахара-рафинада, сахарпесок растаривается из мешков и подается на очистку в производство. Для
очистки сахара-песка применяются просеиватели и шпагатоуловители
различного типа. Просеянный сахар-песок накапливается в бункерах и затем
направляется в клеровочные аппараты периодического или непрерывного
действия, где осуществляется роспуск песка (приготовление рафинадного
сиропа). Рафинадный сироп, приготовленный на белой клеровке,
содержащий большое количество посторонних механических примесей,
направляется на механическую очистку на фильтр-пресс или патронный
фильтр ПФ-20. Однако рафинадный сироп даже после фильтрации содержит
красящие вещества и растворенные соли. С целью осветления сиропа его
направляют на установку с активным углем или ионообменную установку.
Затем обесцвеченный рафинадный сироп подается в вакуум-аппараты, где
осуществляется варка утфеля. Сваренный утфель поступает в центрифуги,
где осуществляется отделение рафинадной кашки от межкристаллической
жидкости (оттеков). Оттеки поступают вновь на переработку с целью
получения следующих рафинадных утфелей.
Рафинадная кашка из-под центрифуг транспортируется к прессам. При этом
соблюдаются требования, чтобы кашка не высыхала и была однородна
(кашки утфелей разных рафинадов должны быть хорошо смешаны). Это
достигается применением под центрифугами для транспортировки винтового
конвейера с ленточным винтом и закрытого сверху крышкой. Для подачи
кашки непосредственно к прессам применяются ленточные конвейеры со
стальной нержавеющей лентой. Затем кашка с ленты подается на пресс с
помощью плужковых сбрасывателей.
Прессование рафинадной кашки производится на дисковом или ротационном
прессе. Цикл прессования рафинадной кашки состоит из нескольких
последовательных фаз.
Отпрессованный сахар-рафинад (бруски) содержит влагу. Поэтому он
направляется в сушильную установку, где происходит сушка и охлаждение
рафинада соответственно горячим и холодным воздухом.
Затем полученные на прессах бруски рафинада подаются на колочные станки
для раскалывания его на кусочки.
Расколотый сахар-рафинад содержит значительное количество крошки и
сахарной пыли. Отделение такого рода «примесей» от кусочков рафинада
происходит на вибрирующем конвейерном сите.
Освобожденный от мелочи рафинад направляется на фасовку и упаковку,
сначала в бункер, из которого по рукаву он поступает в мешок (40 50 кг),
подвешенный на ременной застежке к конусу бункерных равноплечных
весов.
Взвешенный мешок конвейером подается к зашивочной машине и далее
через рольганг на конвейер, направляющий упакованный рафинад на склад.
108
Для мелкой фасовки рафинад упаковывается на специальных автоматах в
пергаментную подвертку и бумажную бандероль по два кусочка массой 15 г.
Пачечный рафинад (вес 0,5 и 1 кг) выпускают машинным способом, который
предусматривает два вида упаковки:
1) укладка сгруппированных кусочков рафинада в готовые картонные
коробки с помощью вакуума с последующим закрыванием их картонными
крышками;
2) обертывание сгруппированных кусочков рафинада в картон.
1.2.3. Получение извести, известкового молока и сатурационого газа
Согласно машинно-аппаратурной схеме известково-газового отделения [1,
стр. 184] кусковой известняк из штабелей грейфером ссыпается в бункер
скипового подъемника. Подготовленный антрацит загружают грейфером в
отдельный бункер. Из бункеров известняк и антрацит через весовой дозатор
поступают в ковш скипового подъемника для загрузки через верхнюю
воронку известково-газовой печи, где происходит обжиг известняка и
выделение сатурационного газа (СО2).
Обожженный известняк при помощи специальных выгрузочных устройств из
нижней части печи скребковым транспортером направляется в
известегасильный аппарат. Излишнюю известь ссыпают в вагонетку и
отвозят в штабель (в запас).
В известегасильном аппарате известь гасится водой или промоями с
фильтров, поступающими в сборник. Полученное известковое молоко из
аппарата направляют в пескоотделитель, затем через песколовушки насосом
перекачивают на гидроциклоны для дополнительного отделения песка.
Очищенное молоко поступает в мешалки, а затем через контрольную
ловушку насосом нагнетается в мешалку, установленную над
дефекационными аппаратами. Отделенные в гидроциклонах примеси
возвращают в пескоотделитель, а из него в вагонетку. Воздух для горения
антрацита поступает в печь снизу, охлаждает известняк, при этом сам
нагревается.
Печные газы отсасывают насосом из верхней части печи и пропускают через
сухую ловушку, где от них отделяются твердые частицы, затем направляют в
газовый лавер. Здесь газы промываются водой, окончательно очищаются и
охлаждаются. После лавера газы поступают на мокрую ловушку для
отделения увлеченных водяных капель. Очищенный и охлажденный
сатурационный газ направляют через ловушку к газовому насосу, который
через напорный сборник подает газ в сатураторы.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Что называется машинно-аппаратурной схемой?
2.
Какие
существуют
машинно-аппаратурные
схемы
производства?
3. Как классифицируется оборудование сахарного производства?
109
сахарного
4. Назовите основные участки свеклосахарного производства?
5. Назовите основные участки сахарорафинадного производства?
Тесты по теме
1. В качестве типовой схемы свеклосахарного производства принята схема:
1) с 3 утфелями; 2) с 4 утфелями; 3) с 1 утфелем.
2. В качестве типовой схемы сахарорафинадного производства принята
схема: 1) с 3 рафинадными и 3 продуктовыми утфелями; 2) с 4 рафинадными
и 3 продуктовыми утфелями; 3) с 3 рафинадными и 4 продуктовыми
утфелями.
3. Известково-газовая печь служит для получения: 1) сернистого газа; 2)
сатурационного газа; 3) известкового молока.
4. В известегасильном аппарате получают: 1) гашеную известь; 2)
известковое молоко; 3) углекислый газ.
5. Для получения рафинадного сиропа служит: 1) аффинационная мешалка;
2) преддефекатор; 3) клеровочный аппарат.
Глава 2. Оборудование для подачи и очистки свеклы
Для подачи сахарной свеклы в завод и очистки ее от тяжелых и легких
примесей с целью получения стружки высокого качества применяют
гидротранспортеры, свеклонасосы, соломоботволовушки и камнеловушки
различных конструкций.
2.1. Гидравлический транспортер
Гидротранспортер предназначен для подачи свеклы в моечное отделение
завода из кагатных полей или бурачных.
Устройство. Применяются гидротранспортеры различных конструкций [1, с.
21]: незаглубленный, заглубленный открытый, туннельного типа и
эстакадного типа.
Гидротранспортер состоит из лотка определенной формы длиной 100 150
м, расположенного под углом 12
18 мм на 1 м дины, на котором
расположены гидранты для подачи воды; регуляторы-турникеты,
пульсирующие шиберы и шиберные затворы. Лотки гидравлических
транспортеров изготавливают из бетона, железобетона или металла.
Принцип действия. Свекла из кагатного поля поступает в желоб
гидротранспортера, куда подается свежая вода (расход воды 500 800% к
массе свеклы в зависимости от качества и степени загрязненности свеклы). С
помощью гидрантов в лотке гидротранспортера создается перемещение
свекловодяной смеси в завод. С помощью различных регулирующих
устройств осуществляется равномерная подача свеклы в завод. При
необходимости подача свеклы прекращается.
Расчет гидравлического транспортера ведется по расходу жидкости V:
V = S , м3/с
(2.1)
110
где S – площадь поперечного сечения потока, м2;
жидкости, м/с.
- скорость движения
2.2. Соломоботволовушки
Соломоботволовушки предназначены для удаления легких примесей от
свеклы во время перемещения ее по гидротранспортеру. В качестве типовых
приняты
механизированные
грабельно-цепные
соломоловушки
непрерывного действия треугольной формы ССТ-700 М и ССТ-900 М и
прямоугольной формы ССП-700 и ССП-900.
Треугольная соломоловушка [1, с. 30-30] состоит из: станины, лестницы, 2
цепей с граблями, трех пар звездочек для цепей, ботвоподъемника, привода,
натяжной станины, приемника примесей, противовеса.
Принцип действия. Цепи проводятся в движение от привода, скорость
движения 0,2 м/с. Грабли, находящиеся в нижней части цепи, погружены не
менее чем на 200 мм в верхний слой потока в гидротранспортере. Для
подъема легких примесей в потоке перед соломоловушкой установлен
ботвоподъемник, в который подают воду или сжатый воздух. Грабли
соломоловушки, перемещаясь противоточно смеси в гидротранспортере,
зубьями пластин захватывают легкие примеси и поднимают их наверх. В
верхнем положении пластины грабель опрокидываются на специальный
ролик, при этом они встряхиваются, а уловленные примеси направляются в
приемник.
Прямоугольная соломоловушка [1, с. 34] отличается от треугольной формой
каркаса, формой пластин и числом грабель и устройством для встряхивания
пластин. Необходимая высота соломоловушки, зависящая от заглубления
гидротранспортера, регулируется количеством элементов в каркасе.
2.3. Камнеловушки
Камнеловушки предназначены для удаления тяжелых примесей от свеклы на
гидротранспортере и перед свекломойкой.
Камнеловушки сахарного производства по конструкции классифицируются
следующим образом: цилиндрические с перемешивающими устройствами;
ротационные ковшовые; элеваторные; карманные; камнесоломоловушки и
вибрационные ловушки.
Камнеловушки цилиндрические с перемешивающими устройствами и
ротационные ковшовые являются типовыми для свеклосахарного
производства.
Ротационная
ковшовая
камнеловушка
ЛТП-62
[1,
с.
42-43]
(производительностью 3000 т/свеклы в сутки) состоит из: корпуса;
перфорированного барабана с ленточными витками шнека на наружной и
внутренней поверхностях; кольцевого приемника; лотка для приема
примесей; вала барабана; втулочно-роликовой цепи; привода барабана;
раструба для направления потока свекловодяной смеси.
111
Принцип действия камнеловушки следующий. Свекловодяная смесь,
двигаясь по гидротранспортеру, увлекает тяжелые примеси и песок. В
камнеловушке скорость потока значительно снижается, тяжелые примеси
оседают на внутренней поверхности перфорированного барабана, а свекла
остается в потоке и перемещается дальше по гидротранспортеру. При
вращении барабана (n = 3,1 мин-1) внутренние винтовые лопасти перемещают
примеси против потока воды и свеклы к расширенной части барабана
одновременно наружные винтовые лопасти транспортируют к расширенной
части барабана мелкие примеси, прошедшие через отверстия барабана и
осевшие на дне корпуса камнеловушки.
Карманы, вращающиеся вместе с барабаном, поочередно погружаются и
выходят из залитой водой части корпуса, захватывая песок и камни. Вода
проходит через полукольцевой рукав кармана и выбрасывается фонтаном во
внутреннюю часть камнеловушки, препятствуя оседанию свеклы. При
дальнейшем вращении барабана камнеловушки камни и песок поднимаются
вверх, а затем выбрасываются на лоток.
Производительность камнеловушки по свекле определяется по формуле:
G
24 60 60 V
10 P
, т/сут
(2.2)
где V – полная вместимость камнеловушки, м3; - коэффициент заполнения
( = 0,7); - объемная плотность свекловодяной смеси ( = 1000 кг/м3); коэффициент использования (для непрерывнодействующих ловушек = 1); Р
– количество свекловодяной смеси в гидротранспортере, в % к массе свеклы;
τ – продолжительность пребывания свеклы в ловушке, с.
2.4. Свеклонасосы
Свеклонасосы предназначены для подъема сахарной свеклы из
гидротранспортера в мойку.
В настоящее время применяются свеклонасосы различных конструкций:
Пензенского машиностроительного завода; ВСН-500, ЦНС-400, 14СВ-6
Гипросахара, чехословацкие модели RN-500 и РХО-19 и польский WB-400. В
качестве типового принят насос Пензенского машзавода.
Свеклонасос Пензенского машзавода [1, с. 46] состоит из корпуса и рабочего
колеса насоса, к внутренней стороне которого приварены лопасти; торцовых
скребков; ступицы; рамы; шкива.
Принцип действия. Свекловодяная смесь поступает во вращающееся рабочее
колесо насоса (n = 200 и 300 мин-1), в котором с помощью торцевых скребков
жидкость отбрасывается в вертикальном направлении. Привод ротора
осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу. Высота
подъема свекловодяной смеси Н = 10
20 м в зависимости от частоты
вращения рабочего колеса.
Вопросы для самоконтроля по теме
112
1. Как устроен гидравлический транспортер?
2. Как устроена прямоугольная соломоботволовушка?
3. Как устроена и действует ротационная камнеловушка?
4. Какие типы свеклонасосов применяются в сахарном производстве?
5. По какому основному фактору определяют производительность
камнеловушки?
Тесты по теме
1. Длина гидравлического транспортера: 1) 30 м; 2) 100 м; 3) 500 м.
2. Расчет гидротранспортера ведут по: 1) времени прохождения свеклы; 2)
расходу воды; 3) степени заполнения гидротранспортера.
3. Типовой является камнеловушка: 1) карманная; 2) ротационная ковшовая;
3) элеваторная; 4) цилиндрическая с перемешивающими устройствами.
4. Скорость движения грабель соломоловушки: 1) 0,2 м/с; 2) 0,3 м/с; 3) 0,4
м/с.
5. Расход воды в гидротранспортере: 1) 600%; 2) 300%; 3) 900%.
Глава 3. Оборудование для мойки свеклы
3.1. Свекломоечные машины
Машины для мойки свеклы предназначены для окончательной очистки
сахарной свеклы от загрязнений и дополнительного отделения тяжелых и
легких примесей.
Классифицируются свекломоечные машины следующим образом:
1)
однокорпусные с постоянным уровнем воды (системы Добровольского, КМЗ57М, фирмы УКМАС, фирмы «Фив Лилль-Кай»); 2) двухкорпусные с
постоянным уровнем воды (КМЗ-61); 3) комбинированные (СМК-15-60,
СМК-58М, КМЗ-М, СКД-6); 4) специальные (вибрационные и струйные).
3.1.1. Свекломойка с постоянным уровнем воды.
В качестве типовой принята свекломойка КМЗ-57М [1, стр.54]
(производительность по свекле 800 и 1000 т/сутки).
Она состоит из: корпуса с двойным дном (верхнее перфорированное и
нижнее сплошное), в котором находятся приемные, моющие и
выбрасывающее отделения, разделенные перегородками; кулачкового вала;
вала с двумя колесами выбрасывающих ковшей; привода кулачкового вала;
привода вала выбрасывающих ковшей; камнеловушек; песколовушек;
желоба для удаления легких примесей.
Принцип действия свекломойки следующий. Свекла с водоотделителя
поступает через лоток на шнек приемного отделения, далее в моечное
отделение свекломойки, где с помощью кулаков перемешивается и
перемещается к выбрасывающему отделению (частота вращения кулачкового
вала n = 20 мин-1).
113
Кулаки в передней части вала установлены друг от друга на меньшем
расстоянии, а для перемещения свеклы они расположены на валу по
винтовой линии. Во время перемещения свеклы происходит удаление с ее
поверхности земли, песка, камней и легких примесей. Тяжелые примеси
удаляются из свекломойки с помощью камне- и песколовушек, которые
чистятся автоматически. Для лучшего удаления песка и земли,
накапливающихся между сплошным и перфорированным днищами, через
барботеры подают воду в период чистки песколовушек.
Свекла из моечного отделения через отверстие в перегородке поступает в
первую часть выбрасывающего отделения, откуда с помощью ковшей
перебрасывается во вторую часть отделения, где окончательно
ополаскивается чистой водой, поступает в третью часть выбрасывающего
отделения, откуда ковшами удаляется из свекломойки и подается на
водоотделитель.
Легкие примеси в моющей части всплывают на спокойную поверхность воды
(уровень на 300-400 мм выше кулаков) и через щели в стенке мойки
попадают в желоб при помощи струй воды, вытекающих из трубы на
противоположной стороне мойке. Свекломойки с постоянным уровнем воды
не обеспечивают хорошей очистки свеклы. Сильно загрязненную свеклу
необходимо очищать в комбинированных свекломойках.
3.1.2. Комбинированная мойка
Свекломойка КМЗ-М (производительность по свекле 1500 т/сутки)
разработана Смелянским СКБ НПО «Сахар» [1, стр. 62].
Она состоит из: корпуса с двойным дном, в котором находятся 2 моющих (с
низким и высоким уровнями воды) и выбрасывающего отделений;
2 кулачковых валов; вращающихся выбрасывающих ковшей; трех приводов
(на каждое отделение); камнеловушки; песколовушек и соломоловушки.
Принцип действия свекломойки следующий. Свекла с водоотделителя
поступает в первое моечное отделение с низким уровнем воды, где кулаками
перемешивается и с ее поверхности удаляются в основном тяжелые
загрязнения, а затем перемещается во второе моечное отделение с высоким
уровнем воды через отверстие в перегородке. Здесь от свеклы отделяются
легкие примеси, которые удаляются с помощью соломоловушки. Земля,
песок и камни удаляются из свекломойки с помощью песко- и камнеловушек.
Далее отмытая свекла попадает в выбрасывающее отделение, промывается
чистой водой, а затем с помощью ковшей удаляется из свекломойки. Расход
воды на отмывание свеклы составляет 75% к массе свеклы. Частота вращения
кулачковых валов: верхнего – n = 10 мин-1; нижнего – n = 20 мин-1.
При расчете свекломоек определяют их производительность и расход свежей
воды.
Производительность свекломойки по свекле:
G
24 60 60 V
1000
, т/сут
114
(3.1)
где V – полная вместимость моющей части свекломойки, м3;
коэффициент заполнения моющей части свеклой,
= 0,8;
- насыпная
3
плотность свеклы,
= 420 кг/м ;
- коэффициент использования
свекломойки; - продолжительность пребывания свеклы в мойке,
300 с.
Производительность выбрасывающих и перебрасывающих ковшей по свекле:
24 60 m Vк
1000
G1
n
, т/сут
(3.2)
где m – число ковшей; Vк – полная вместимость ковша, м3; - коэффициент
заполнения ковша, = 0,7; n – частота вращения вала ковшей, мин-1.
Расход свежей воды, поступающей в свекломойку:
Р
(1000 q ) 100
q 1
, % к массе свеклы
(3.3)
где q – количество свеклы на 1 м3 полезной вместимости свекломойки, кг/м3;
- продолжительность пребывания свеклы в мойке (зависит от длины
гидротранспортера), с; 1 - продолжительность пребывания воды в мойке
(зависит от степени загрязненности свеклы), 1 = 600-1200 с.
3.2. Водоотделители
Водоотделители предназначены для отделения воды от свеклы перед и после
свекломойки. Различают водоотделительные решетки и дисковые
водоотделители.
3.2.1. Водоотделительные решетки изготавливаются из круглого или
полосового железа, длина решетки – 1,5-2 м, а расстояние между прутьями
(полосами) – не более 15-20 мм. Уклон решетки к горизонту при длине 1,5 м
должен быть 250. В этом случае скорость движения смеси на решетке 1 – 1,5
м/с, продолжительность пребывания смеси на решетке – 1-1,5 с. Удельная
площадь наклонного решетчатого отделителя после мойки должна быть не
менее 0,1 м2 на 100 т суточной производительности завода по свекле.
3.2.2. Дисковый водоотделитель [1, с. 70] (производительность по свекле
1500 т/сутки) состоит из каркаса, на котором установлены валы. На валы
надеты диски, изготовленные из листовой технической резины, а также по
две звездочки. Привод валов осуществляется от электродвигателя, через
редуктор и цепную передачу. Для предотвращения сваливания свеклы с
водоотделителя на каркасе установлены борта с деревянными щитами.
Принцип действия. Свекла, содержащая на своей поверхности воду и
некоторое количество легких и тяжелых примесей, не успевших отделиться в
свекломойке, поступает на дисковый водоотделитель. Проходя через него,
свекла изменяет свое положение на дисках, при этом отделяются не только
вода, но и примеси, которые направляются в бункер и далее на транспортер.
Частота вращения дисков n = 85 мин-1.
115
При определении размеров водоотделителей необходимо принимать
скорость перемещения свеклы на дисках V = 1,2-1,5 м/с, продолжительность
пребывания свеклы на водоотделителе = 1,5 с; при этом свекла должна
располагаться на дисках в один ряд.
3.3. Установка для отделения обломков свеклы
Установка предназначена для улавливания и сортировки обломков и
хвостиков свеклы (производительность по свекле 3000 т/сут). Состоит из
хвостикоулавливателя и классификатора.
Хвостикоулавливатель РХ-1М [2, c. 67] состоит из корпуса ротора с
резиновыми лопаточками; сита; патрубка для удаления воды; лотка для
хвостиков и боя свеклы; привода ротора.
Принцип действия. Через проем на сито поступает транспортерно-моечная
вода с содержащимися в ней примесями, которая проходит через сито и
удаляется из аппарата. Оставшиеся на сите хвостики и обломки свеклы,
солома и ботва захватываются лопатками ротора и выбрасываются на лоток,
направляющий их в классификатор. Ротор вращается с частотой n = 8,2 мин-1.
Классификатор КХЛ-1М [2, с. 68] состоит из: станины; вращающегося
приводного вала (n = 7,75 мин-1) с верхними звездочками; нижних звездочек;
привода; цепей; планок с несущим полотном и граблями; устройства
натяжения нижних звездочек.
Принцип действия. Верхняя часть несущего полотна со скоростью V = 0,1
м/с движется снизу вверх, навстречу обломкам свеклы, соломе и ботве. При
этом обломки и хвостики скатываются по нему вниз, а грабли захватывают
солому и ботву, транспортируют их вверх и удаляют из классификатора.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Чем отличаются комбинированные свекломойки от машин с постоянным
уровнем воды?
2. Существует ли зависимость производительности выбрасывающих и
перебрасывающих ковшей от производительности моющей части
свекломойки?
3. Как влияет длина гидротранспортера на производительность свекломойки?
4. По какому основному фактору ведется расчет производительности
свекломоечных машин?
5. Как крепятся кулаки на валу свекломойки?
6. Каковы устройство и принцип действия дисковых водоотделителей?
Тесты по теме
1. В первом моечном отделении комбинированной свекломойки удаляются:
1) легкие примеси; 2) хвостики свеклы; 3) тяжелые примеси.
2. Расход свежей воды в свекломойке зависит от: 1) частоты вращения вала;
2) длительности мойки; 3) коэффициента заполнения ковшей.
3. Производительность выбрасывающих ковшей зависит от: 1) полной
вместимости ковша; 2) длительности мойки; 3) скорости движения ковша.
116
4. Длина водоотделительной решетки: 1) 1 м; 2) 2 м; 3) 5 м.
5. Частота вращения дисков водоотделителя: 1) 70 мин -1; 2) 100 мин-1;
85 мин-1; 4) 95 мин-1.
3)
Глава 4. Оборудование для взвешивания, изрезывания свеклы и
транспортировки стружки.
4.1. Оборудование для взвешивания и транспортировки.
4.1.1. Электромагнитные сепараторы предназначены для удаления из
массы свеклы, сухого сахара и жома ферромагнитных примесей.
Электромагнитные сепараторы бывают барабанными (шкивными) и
подвесными.
Шкивный сепаратор ШЭ применяется в качестве ведущего барабана
ленточного транспортера, выполнен в виде катушек и железных дисков. При
включении катушек образуется магнитное поле, и железные диски
намагничиваются. При прохождении ленты по шкиву через нее
притягиваются металлические примеси, которые при сходе ленты со шкива
падают вниз.
Подвесной сепаратор ЭП [2, с. 63] состоит из кожуха; полюсной скобы;
двух катушек и полюсных наконечников; соединительной коробки.
Пространство между катушкой и кожухом заполнено заливочной массой.
Принцип действия. Сепаратор располагают над транспортируемым
материалом. В процессе движения транспортера немагнитный материал
(свекла, сахар, жом) разгружается обычным путем, а ферромагнитные
примеси притягиваются к рабочей поверхности сепаратора, а затем
удаляются с нее.
4.1.2. Весоизмерительные устройства
Устройства предназначены для взвешивания свеклы, свекловичной стружки,
отжатого жома и белого сахара.
Весы для свеклы ДС-800 [2, с. 86] состоят из: рамы; приемной воронки;
приемного ковша с откидным днищем; нижних и верхних грузоприемных
рычагов; гиредержателя; противовеса; приводного механизма; механизма
счетчика; регулятора плавности хода; резиновых амортизаторов.
Принцип действия. Свекла поступает в ковш весов через приемную воронку,
ковш находится в верхнем положении. По мере поступления свеклы ковш
опускается, заслонки под действием собственной массы опрокидываются и
перекрывают приемную воронку, прекращая поступление свеклы в ковш.
Одновременно открывается днище ковша, свекла выгружается из него.
Откидное днище под действием противовеса закрывается после опорожнения
ковша, заслонки открываются, вся система приходит в исходное положение.
Вес свеклы фиксируется в верхнем и нижнем ряду циферблата счетчика.
Грузоподъемность весов – 800 кг.
Производительность весов по свекле:
117
G
24 60 М m
, т/сут
1000
(4.1)
где М – масса одной порции свеклы, взвешиваемой на весах, кг; m – max
возможное количество отвесов, производимых весами в минуту.
Ленточные весы ЛТМ-1М [2, с. 109] являются непрерывнодействующими и
состоят из: грузоприемной платформы; опорных роликов; рычагов,
связанных с весоизмерительным прибором; стального диска; текстолитового
интегрирующего ролика; счетчика.
Принцип действия. Появление нагрузки от транспортируемого материала на
платформе весов вызывает поворот интегрирующего ролика, который
соприкасается со стальным диском. При этом возникает сила, перемещающая
ролик по диску в радиальном направлении от центра диска до совмещения
направления их скоростей. При уменьшении нагрузки на платформу ролик
поворачивается в обратную сторону и перемещается к центру стального
диска. Перемножение скорости вращения ролика и скорости движения ленты
транспортера
(расход
перемещаемого
материала)
осуществляется
механическим путем и передается на шестизначный счетчик. Фиксируемая
нагрузка – от 6 до 500 кг на 1 м длины ленты, точность весов – 1%.
4.1.3. Транспортеры
Ленточный транспортер [2, с. 106] состоит из: станины; ведомого и
ведущего барабанов; надетой на барабаны бесконечной резинотканевой
ленты; верхних и нижних роликоопор; отклоняющегося ролика; натяжного
устройства; привода. Верхняя ветвь ленты с грузом может быть плоской или
желобчатой. Транспортер может быть установлен горизонтально или
наклонно.
Производительность ленточного транспортера по свекле:
G
24 к1 к2 В 2 u
10 a
, т/сут
(4.2)
где к1 – коэффициент, зависящий от формы ленты; к2 – коэффициент,
зависящий от угла наклона транспортера; В – ширина ленты, м; u – скорость
движения ленты, м/с; - насыпная плотность транспортируемого материала,
кг/м3; а – количество транспортируемого материала, % к массе свеклы.
Наклонный грабельный транспортер ТГ [2, с. 107] состоит из: каркаса;
желоба; 2 бесконечных втулочно-роликовых цепей с граблями; ведущих и
натяжных звездочек; привода; направляющих; приемного бункера;
разгрузочного рукава; щитка для предотвращения разброса стружки.
Принцип действия. Стружка или жом поступают в приемный бункер,
попадают в желоб, захватываются граблями и транспортируются ими к
выходному отверстию с разгрузочным рукавом. Рабочей частью служит
нижняя ветвь транспортера. Ширина желоба – 400, 600 или 800 мм; скорость
перемещения грабель – 0,8 м/с; угол наклона – до 500.
118
Производительность грабельного транспортера по свекле:
G
8640 В h u
а
к
,т/сут
(4.3)
где В – ширина желоба, м; h – высота слоя продукта в желобе, м;
коэффициент заполнения желоба, = 0,6; к – коэффициент, зависящий от
угла наклона транспортера.
4.2. Машины для изрезывания свеклы
Машины предназначены для получения стружки из свекловичного корня при
помощи диффузионных ножей. Оборудование для изрезывания сахарной
свеклы исходя из конфигурации узла с режущими устройствами,
классифицируется следующим образом:
- свеклорезки с неподвижными режущими устройствами (центробежные);
- свеклорезки с подвижными режущими устройствами (дисковые и
барабанные).
4.2.1. Центробежные свеклорезки
В центробежных свеклорезках рамы с ножами закреплены в вырезах
вертикально установленного корпуса; свекла, поступающая в свеклорезку,
перемещается относительно ножей при помощи ротора-улитки, прижимается
к ножам при помощи центробежной силы и заклинивающего действия
лопастей улитки.
Отечественные центробежные свеклорезки выпускаются следующих типов:
СЦБ-12; СЦБ-12А; СЦБ-16М; свеклорезка с гидравлическим подъемом
улитки (ВНИЭКИпродмаш) и свеклорезка с коническим корпусом
(Смелянский СКБ НПО «Сахар»). Свеклорезка СЦБ-16М (16-рамная с
регулируемым проводом) принята в качестве типовой.
Свеклорезная машина СЦБ-16М [1, с. 77] состоит из: цилиндрического
корпуса; трехлопастной улитки; конического редуктора; привода; верхнего и
нижнего кожухов; загрузочного бункера; ножевых рам с ножами; лебедки
для замены ножей без остановки машины и пальчатого шибера.
Принцип действия. Сахарная свекла поступает в свеклорезку через
загрузочный бункер. В корпусе она увлекается вращающейся улиткой (n =
71,5
113,5 мин-1) и под действием центробежной силы, прижимаясь к
режущей кромке ножей, постепенно изрезывается в свекловичную стружку.
Стружка через проемы ножевых рам поступает в пространство между
корпусом свеклорезки и кожухом, а затем через отверстие нижнего кожуха
подается на дальнейшую переработку.
Стружка по форме может быть желобчатой или пластинчатой. Качество
свекловичной стружки принято определять длиной ее в метрах в навеске
массой 100г; процентным содержанием брака и мезги и % желобчатости или
пластинчатости. Длина стружки – 10 12 м; содержание брака – не более 3%
к массе стружки.
119
В свеклорезках применяются различные формы ножей: фрезерованные
Чижека;
штампованные
Голера;
кенигсфельдские
и
плоские.
Производительность свеклорезки: пластинчатая стружка – 1500 т/сут;
желобчатая стружка – 2100 т/сут.
4.2.2. Дисковые свеклорезки
В дисковых свеклорезках ножи с рамами устанавливаются в вырезах
горизонтально вращающегося диска; свекла находится в неподвижной
состоянии и прижимается к ножам под действием собственной массы и с
помощью специальных прижимов.
В настоящее время используются дисковые свеклорезки с верхним и нижним
приводом.
Дисковая свеклорезка с верхним приводом [1, с. 84] состоит из: корпуса;
диска с ножевыми рамами (от 16 до 28 штук) и ножами; бункера для свеклы;
привода; устройства для предохранения ножей от тяжелых примесей;
прижимов.
Принцип действия. Свекла из автоматических весов поступает в бункер, а
затем в прижимы, которые предназначены для постоянной подачи свеклы на
диск с ножами под давлением, способствующем получению стружки
одинаковой толщины. Высота слоя свеклы в бункере – 1,5
2 м. Для
предупреждения вращения свеклы вместе с диском в самом низком месте
канала устанавливают контрножи, которые также задерживают попавшие в
свеклорезку посторонние примеси.
Далее свекла на диске изрезывается ножами в свекловичную стружку,
которая выводится из свеклорезки и поступает на дальнейшую переработку.
Средняя скорость изрезывания свеклы – V 8 м/с; частота вращения диска –
n = 43 66 мин-1.
Производительность свеклорезок по свекле:
G
кк кэ
24 60 60 d amn V
1000
,т/сут
(4.4)
где d – цена деления ножа, м; а – высота подъема ножа, м; m – число делений
ножа; n – количество ножей в свеклорезке; V – скорость резания свеклы, м/с;
- насыпная плотность свеклы в корпусе свеклорезки, кг/м3; кк –
конструктивный коэффициент; кэ – эксплуатационный коэффициент.
Общая потребная мощность для привода свеклорезки:
1) Центробежной
Nц = N1 + N2 + N3 + Nт, кВт
(4.5)
2) Дисковой
Nд = N1 + N 2 , кВт
(4.6)
где N1 – мощность, потребная на изрезывание свеклы, кВт; N2 – мощность,
потребная на преодоление сил трения свеклы о ножи и ножевые рамы, кВт;
N 2 - мощность, потребная на преодоление сил трения свеклы о диск, кВт;
N3 – мощность, потребная для разгона свеклы до скорости изрезывания, кВт;
120
N4 – мощность, потребная для преодоления сил трения между корнями
подвижного и неподвижного слоев, кВт.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Каковы устройство и принцип действия электромагнитных сепараторов?
2. Каковы устройство и принцип действия весов для свеклы?
3. По какому принципу работают ленточные весы?
4. Каковы устройство и принцип действия ленточных транспортеров?
5. Каковы устройство и принцип действия центробежных свеклорезок?
6. Дайте сравнительную характеристику свеклорезок различных типов.
7. Каковы устройство и принцип действия дисковых свеклорезок?
8. Каковы правила и нормативы выбора ножевых рам при переработке
свеклы различного качества?
Тесты по теме
1. Электромагнитные сепараторы предназначены для удаления: 1) легких
примесей; 2) тяжелых примесей; 3) ферропримесей.
2. Производительность весов для свеклы определяется по: 1) массе одной
порции свеклы; 2) насыпной плотности; 3) объему свеклы.
3. Ленточный транспортер может быть установлен: 1) вертикально;
2)
горизонтально; 3) наклонно.
4. В центробежной свеклорезке режущие устройства: 1) неподвижные;
2)
подвижные; 3) плавающие; 4) качающиеся.
5. Содержание брака в стружке после свеклорезки не более: 1) 0,5%; 2) 1%; 3)
1,5%; 4) 3%.
6. Число ножевых рам в дисковой свеклорезке: 1) нечетное; 2) четное;
3)
кратное 5.
Глава 5. Оборудование диффузионного отделения
Диффузией (экстракцией) называется извлечение из сложного вещества
одного или нескольких компонентов с помощью растворителя, обладающего
избирательной
способностью
растворять
вещество,
подлежащее
экстрагированию. Оборудование диффузионного отделения предназначено
для экстракции сахаров из свекловичной стружки при помощи
экстрагирующей жидкости (воды) и классифицируется по конструктивному
признаку следующим образом:
1) колонные диффузионные аппараты (одно-, двух- и многоколонные);
2) наклонные диффузионные аппараты;
3) ротационные диффузионные аппараты.
121
5.1. Колонные диффузионные аппараты
В отечественном сахарном производстве применяются следующие типы
колонных аппаратов непрерывного действия:
1)
одноколонные – КДА (производительностью по свекле G = 1500,
2500 и 3000 т/сутки); БМА и Буккау-Вольф;
2)
двухколонные – типа J-IV (G = 750 т/сут) и J-VIII (G = 1500
т/сут); типа ДАГ (G = 600 т/сут).
Типовыми являются колонные аппараты типа КДА.
Одноколонный диффузионный аппарат КДА-30 (G = 3000 т/сутки) [1, с.
128-129] состоит из: цилиндрического вертикального корпуса; лопастного
вала; контрлопастей; устройства для отвода диффузионного сока;
ошпаривателя; устройства для выгрузки жома; привода лопастного вала;
коммуникаций для подвода аммиачной и жомопрессовой воды; устройства
для изменения наклона контрлопастей; распределителя стружки.
Принцип действия. Ошпаренная свекловичная стружка из ошпаривателя
насосом подается в нижнюю часть аппарата. Напором насоса и подъемной
силой распределителя и лопастей транспортирующего устройства стружку
поднимают в колонне аппарата.
В верхнюю часть корпуса поступает жомопрессовая и свежая вода ( 100% к
массе свеклы). Жидкость, перемещаясь противоточно стружке в
пространстве аппарата, насыщенная сахаром и в виде диффузионного сока
удаляется из нижней части аппарата. В верхнюю часть диффузионного
аппарата поступает обессахаренная стружка (жом), который с помощью
выгрузочного устройства отводится от аппарата (80% к массе свеклы). В
диффузионный аппарат поступают: сокостружечная смесь из ошпаривателя –
около 40%, аммиачная вода – 60% и жомопрессовая вода – 40% к массе
свеклы. Температура процесса диффузии t = 72-740С, выход сока Р = 425% к
массе свеклы. Контрлопасти на внутренней поверхности корпуса могут
менять угол наклона к горизонту. Частота вращения лопастного n = 0,2-0,6
мин-1.
Производительность колонных аппаратов по свекле:
G
24 60 60 Vn q
,т/сут
1000
(5.1)
где Vп – полезная вместимость аппарата, м3; q – масса стружки на единицу
полезной вместимости аппарата, q = 600-700 кг/м3; - продолжительность
активного диффундирования, = 4200 с.
5.2. Наклонные диффузионные аппараты
Применяются аппараты следующих типов: С-17 (G = 1500 т/сут), ПДС (G =
2500, 3000 и 6000 т/сут), DdS (G = 1500 и 3600 т/сут). Типовыми являются
наклонные диффузионные аппараты ПДС.
Наклонный двухшнековый диффузионный аппарат А1-ПДС-60 (G = 6000
т/сут) [1, с. 141]. Состоит из: наклонного корпуса ( = 8-110 к горизонту);
122
приемного бункера для стружки; двух параллельных друг другу валов с
лопастями, расположенными по винтовой линии и заходящих в лопастное
пространство друг друга; шнеков для удаления жома; камер для подогрева
сокостружечной смеси; контрлопастей; привода валов аппарата; привода
шнеков для жома.
Принцип действия. Свекловичная стружка из приемного бункера
перемещается шнеками вдоль аппарата к лопастям, которые передают ее в
виде жома на шнеки, жом отводится от аппарата на дальнейшую
переработку. Экстрагирующая жидкость поступает в концевую часть
аппарата, перемещаясь противоточно относительно стружке, насыщается
сахаром и в виде диффузионного сока через сито удаляется из аппарата.
Сокостружечная смесь в аппарате подогревается при помощи камер,
установленных по всей длине в нижней части корпуса. Температура процесса
диффузии – t = 70-720С, продолжительность процесса – t = 60-70 мин, частота
вращения шнеков – до 1,1 мин-1, выход диффузионного сока – Р = 115-130%
к массе свеклы; содержание сахара – 14-15%.
Производительность наклонных диффузионных аппаратов по свекле:
G = 1,13 (Dш2 – d2)
S q
n m
Кn, т/сут
(5.2.)
где Dш – наружный диаметр шнека, м; d – диаметр трубовала шнека, м; коэффициент перекрытия витков шнека;
- коэффициент, учитывающий
увеличение сечения стружки в аппарате; S – шаг витков шнека, м; q – масса
стружки на единицу полезной вместимости аппарата, q – 580-600 кг/м3; коэффициент наполнения аппарата стружкой; n – частота вращения шнека,
мин-1; m – количество одновременно работающих шнеков;
эксплуатационный коэффициент; Кn – коэффициент подачи свекловичной
стружки.
5.3. Ротационные диффузионные аппараты
Применяются аппараты следующих типов: однопоточные и двухпоточные –
РДА-59М (G = 1500 т/сут); РДА-58 (G = 2500 т/сут); РТ-Смет и фирмы
«УКМАС» (G = 1500-5000 т/сут). В двухпоточном ротационном аппарате сок
по оси движется в 2 раза быстрее, чем в однопоточном. За один оборот
корпуса стружка перемещается в нем на одну секцию, а сок противоточно –
на две.
Двухпоточный ротационный аппарат РДА-59М (G = 1500 т/сут) [1, с. 148149]. Состоит из: горизонтального вращающегося цилиндрического корпуса
с внутренней двухзаходной винтовой поверхностью; перегородок секций;
радиальных сит; двух бандажей; привода; сита для отделения сока от
стружки с двумя ковшами; неподвижного кожуха; вытяжной трубы для
удаления паров; шатунно-кривошипного механизма; сборника с
ротационным пеногасителем; бункера для жома; шнека для удаления жома;
привода шнека для жома.
Принцип действия. Ошпаренная стружка поступает в головную часть
аппарата и двумя параллельными потоками перемещается последовательно
123
из одной камеры в другую. Из последней камеры выводится жом.
Барометрическая и жомопрессовая вода, перемещаясь из камеры в камеру
двумя потоками, перемешивается со свекловичной стружкой и насыщается
сахаром. Диффузионный сок отбирается из головной части аппарата.
Производительность ротационных диффузионных аппаратов по свекле:
G
24 60 60 Dk2 L
4 1000
q
,т/сут
(5.3)
где Dк – внутренний диаметр корпуса, м; L – длина корпуса, м;
коэффициент наполнения аппарата; q – масса стружки в единице полезного
объема аппарата, q = 400 кг/м3; - продолжительность диффундирования, =
4200-4500 с.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Какие технологические и конструктивные требования предъявляются к
диффузионным аппаратам?
2. Каковы устройство и принцип действия колонных диффузионных
аппаратов?
3. Каковы устройство и принцип действия наклонных диффузионных
аппаратов?
4. Каковы устройство и принцип действия ротационных диффузионных
аппаратов?
5. Дайте сравнительную характеристику диффузионных аппаратов
различных систем.
6. Назовите основные ненормальности в работе диффузионных аппаратов и
меры по их устранению.
Тесты по теме
1. В наклонных диффузионных аппаратах используется: 1) подогреватель; 2)
ошпариватель; 3) гидроциклон.
2. Наклонный диффузионный аппарата располагается к горизонту под
углом:1) 50; 2) 80; 3) 110; 4) 200.
3. Основной параметр расчета производительности колонного аппарата: 1)
частота вращения вала; 2) насыпная плотность; 3) полезная вместимость
аппарата.
4. Длительность диффундирования: 1) 3000 с; 2) 4200 с; 3) 5100 с.
5. Корпус ротационного диффузионного аппарата расположен:
1)
горизонтально; 2) вертикально; 3) наклонно.
Глава 6. Оборудование для очистки, фильтрации и осветления
продуктов сахарного производства
Классификация оборудования для очистки диффузионного сока следующая:
1) преддефекаторы – вертикальные и горизонтальные;
2) дефекаторы – вертикальные и горизонтальные;
124
3) сатураторы – I сатурации и II сатурации;
4) сульфитаторы – решетчатый оросительный и с насадкой.
6.1. Аппараты предварительной дефекации
Типовая схема свеклосахарного производства предусматривает проведение
горячей прогрессивной преддефекации с нагревом сока до 85-900С.
Аппараты преддефекации предназначены для нейтрализации свободной
кислотности сока, коагуляции большей части коллоидных веществ и
осаждения несахаров постепенным воздействием извести.
6.1.1. Вертикальные преддефекаторы
Применяются аппараты следующих типов: ПР-3 (G = 3000 т/сут) и системы
Карташева-Бранделиса (G = 1000 и 1500 т/сут).
Преддефекатор системы Карташева-Бранделиса [1, с. 164] состоит из:
цилиндрического корпуса, разделенного перегородками на 6 зон; вала с
прикрепленными дисками; пятиугольного желоба; лопастной мешалки;
патрубков для подвода и отвода сока; короба для отвода пены; привода вала.
Принцип действия. Известковое молоко поступает в желоб через
специальный дозатор в зависимости от количества диффузионного сока,
который предварительно проходит через этот дозатор, затем попадает в
нижнюю часть аппарата.
При работе с возвратом сока I сатурации он поступает в желоб и далее по
трубам в аппарат, а диффузионный сок подается в нижнюю часть аппарата. В
аппарате осуществляется прогрессивная преддефекация. Продефекованный
сок поступает в отводной короб и направляется на дефекацию. Внизу
аппарата образуется осадок, который периодически удаляется из аппарата с
помощью мешалки. Частота вращения вала мешалки n = 30 мин-1.
6.1.2. Горизонтальный преддефекатор системы Бригель-Мюллера (G =
5000 т/сут) [1, с. 165] состоит из: горизонтального корпуса, разделенного
шестью перегородками на семь секций; вала с лопастями; двух приводов
вала; шиберов; приемника сока; шибера регулировки уровня сока; крышки.
Принцип действия. Диффузионный сок подводится в первую секцию
аппарата, затем проходит через все секции и отводится из приемника в виде
полностью преддефекованного сока. Известковое молоко поступает в
последнюю камеру и перемещается противоточно соку. В каждой секции
аппарата лопасти создают вращательное движение сока, часть сока отводится
в предыдущую секцию противоточно общесоковому потоку. Количество
переходящего сока зависит от размеров щели между боковыми кромками
шиберов и корпусом преддефекатора и от частоты вращения мешалки. В
каждой секции можно добиться желаемой щелочности сока. Частота
вращения мешалки n = 7 мин-1.
6.2. Аппараты основной дефекации
125
Аппараты основной дефекации предназначены для очистки диффузионного
сока посредством добавления известкового молока с целью удаления белков,
красящих веществ и ряда солей. Продолжительность дефекации составляет τ
= 8 10 мин. Применяются аппараты непрерывного действия вертикальные
(типа ОД и французской формы «Фив Лилль-Кай») и горизонтальные
(системы Бригель-Мюллера и системы «Буккау-Вольф»).
Типовыми являются аппараты типа ОД.
6.2.1. Вертикальный аппарат основной дефекации ОД-6 (G = 6000 т/сут)
[1, с. 168] состоит из: цилиндрического корпуса; конического днища;
лопастной мешалки; контрлопастей на внутренней поверхности корпуса;
привода мешалки; короба для удаления пены; крышки.
Принцип действия. Диффузионный сок и известковое молоко поступают в
нижнюю часть корпуса дефекатора, где они смешиваются с помощью
лопастей мешалки (n = 64 мин-1), происходит процесс дефекации, который
обычно составляет 8 10 мин. Дефекованный сок отводится через короб,
прикрытый переливным карманом, пена удаляется через специальный
прямоугольный короб. Аппарат периодически очищается от осадка через
угловой вентиль на спусковой коммуникации.
6.2.2. Комбинированный горизонтальный дефекатор системы БригельМюллера (G = 5000 т/сут) [1, с. 169] представляет собой совмещенный
преддефекатор (первые шесть секций) и дефекатор (последние две секции).
Его устройство аналогично устройству преддефекатора системы БригельМюллера (см. п. 6.1.2.), но имеет свои конструктивные особенности. Наличие
сплошной перегородки между преддефекатором и дефекатором, разделение
вала дефекатора на 2 части.
Принцип действия. Диффузионный сок и известковое молоко поступают в
преддефекационное отделение аппарата через специальные штуцеры, где
происходит их смешивание с помощью горизонтальной мешалки. Затем
преддефекованный сок насосом нагнетается в подогреватель, а из него – в
дефекационное отделение аппарата, куда также поступает и известковое
молоко из дозатора. Дефекованный сок откачивается насосом в мешалку
перед I сатурацией, образующийся осадок выводится из аппарата. Пена из
преддефекационного и дефекационного отделений аппарата отводится через
специальные отверстия.
6.3. Аппараты для сатурации
Аппараты предназначены для удаления под действием сатурационного газа
(СО2) в осадок всей извести и осаждения максимального количества
кальциевых солей и коллоидов. Температура сока при I сатурации – t = 80
85 0С, при II сатурации – t = 100 102 0С.
В качестве типовых применяются: для I сатурации аппараты 1С, а для II
сатурации – аппараты IIС, разработанные Гипросахарпромом.
126
6.3.1. Аппарат I сатурации безбарботерный 1С-6 (G = 6000 т/сут) [1, с.
172] состоит из: цилиндрического корпуса; конического днища;
распределительных решеток для сатурационного газа; зонта распределения
сока; отражательного зонта; труб для подвода сока и газа; парового
барботера; переливного днища.
Принцип действия. Дефекованный сок поступает в корпус аппарата на
конический зонт и каскадом сливается вниз. Сатурационный газ подводится
вначале в кольцевую трубу, а затем по трубам – под нижнюю решетку. Это
обеспечивает вращение сока в нижней части аппарата и способствует
интенсивному удалению осадка с внутренней поверхности конической части.
Отработанный газ из аппарата отводится вверху. Капли сока, увлеченные
газом, частично отделяются при встрече газа с отражательным зонтом. Пена
в сатураторе гасится с помощью парового барботера. Сок из аппарата
поступает в среднее отделение переливного ящика, а затем на фильтрацию;
осадок выводится через спускное устройство. Количество сока, проходящего
через
сатуратор,
регулируется
вентилем,
установленным
перед
подогревателем сырого сока.
6.3.2. Аппарат II сатурации IIС-6 (G = 6000 т/сут) [1, с. 173] состоит из:
цилиндрического корпуса; конического днища; вытяжной трубы;
трехярусной решетки; труб, подводящих газ; переливного ящика; трубы для
подвода сока; вентиля спускного.
Принцип действия. Фильтрованный сок I сатурации поступает в аппарат
ниже уровня сока с целью использования тепла самоиспарения. Газ
поступает в аппарат по двенадцати трубам, нижняя часть которых
расположена тангенциально по отношению к плоскости ввода труб и подает
в решетки, установленные в три яруса по высоте корпуса, отверстия которых
смещены относительно друг друга на 90 0С. Сок, провзаимодействовав с
газом, из нижней части аппарата поступает в переливной ящик и отводится в
производство.
6.4. Аппараты для сульфитации
Сульфитаторы предназначены для обработки серистым газом (SO2) сока II
сатурации и сиропа после выпарки с целью понижения цветности и
уменьшения их вязкости. Применяются барботерные и оросительные
сульфитаторы.
Решетчатый оросительный сульфитатор СО-2 (G = 3000 т/сут – для сока;
G = 6000 т/сут – для сиропа) [1, с. 176] состоит из: цилиндрического корпуса,
состоящего из 5 секций; 5 чугунных решеток; крышки; барботера для газа;
вытяжной трубы; днища.
Принцип действия. Сок или сироп поступает в кольцевую трубу, имеющую 3
отверстия, при помощи которых он распределяется равномерно по сечению
аппарата. Затем сок (сироп) самотеком проходит последовательно сверху
127
вниз 5 распределительных решеток, которые имеют щелевидные отверстия
трапецеидального сечения. Навстречу соку (сиропу) движется сернистый
(сульфитационный) газ, который поступает в аппарат снизу и распределяется
при помощи барботера. Использованный газ и пары выходят по трубе,
присоединенной к отверстию верхней крышки. Сульфитированный сок
отводится через патрубок внизу аппарата. Сернистый газ в сульфитаторы
подается компрессором или пароструйным инжектором. Продолжительность
процесса сульфитации – τ = 5 мин.
Производительность дефекаторов, сатураторов и сульфитаторов по свекле:
G
24 60 60 V
10 P
, т/сут
(6.1)
где V – необходимая полная вместимость аппарата, м3; - плотность сока
или сиропа, кг/м3;
- коэффициент заполнения аппарата продуктом; Р –
количество обрабатываемого продукта, % к массе свеклы;
продолжительность обработки продукта, с.
Потребная мощность для привода перемешивающих устройств аппаратов для
очистки соков (сиропов):
Np
R 4 n3 h z
, кВт
(6.2)
где - коэффициент сопротивления; R – радиус окружности, описываемой
краем лопасти, м; n – частота вращения лопасти, мин-1; h – высота лопасти,
или ее проекция на вертикаль, м; z – число радиально расположенных
лопаток.
6.5. Оборудование для приготовления и очистки соков и сиропов
Оборудование предназначено для приготовления сиропа и клерса, очистки
соков рафинадных и продуктовых сиропов после фильтрации от красящих
веществ и растворенных солей с помощью обесцвечивающих адсорбентов
(активного угля и ионитов).
6.5.1. Клеровочные аппараты
Для растворения желтого сахара II продукта и аффинированного сахара в
свеклосахарном производстве, белого рафинадного и продуктовых сахаров в
рафинадном
производстве
применяются
клеровочные
аппараты
периодического (системы Фуровича) и непрерывного (конструкции А.А.
Полищука и системы ВНИЭКИпродмаша) действия.
Клеровочный аппарат системы ВНИЭКИпродмаша (G = 600 т/сут) [1, с.
275] состоит из: корпуса, разделенного днищами на 5 секций; составного
вала с четырехлопастными якорными мешалками; лотка для удаления
нерастворимых примесей; рассекателей; привода вала; вентилей для спуска
сиропа; парового барботера; смотровых стекол.
Принцип действия. Сахар-песок, горячая вода и промои автоматически
дозируются в I (верхнюю) секцию аппарата. Якорная мешалка (n = 21 мин-1)
128
и пар, поступающий через барботер, интенсивно перемешивают сахар-песок
и жидкость, сахар при этом растворяется. Затем сироп и часть
нерастворенного сахара через специальный лоток поступают на
шпагатоуловитель, после чего очищенный сироп возвращается во II секцию
аппарата. Далее смесь движется в аппарате сверху вниз последовательно по
всем секциям через специальные отверстия и карманы.
Из последней секции выходит сироп заданных плотности (содержание сухих
веществ – СВ = 72%) и температуры (t = 80 0С).
Производительность клеровочных аппаратов по рафинаду:
G
24 60 60 V
10 P
, т/сут
(6.3)
где V – необходимая вместимость аппарата, м3; - плотность сиропа, кг/м3;
- коэффициент заполнения аппарата продуктом ( = 0,75); Р – количество
клеруемого сиропа, % к массе рафинада; - продолжительность полного
цикла работы аппарата, с (зависит от вида сиропа и типа аппарата).
6.5.2. Установка очистки активным углем
Принцип действия непрерывной установки для осветления сиропов и
регенерации угля следующий [1, с. 280].
Рафинадный сироп после фильтрации насосом через подогреватель подается
в нижнюю часть адсорбционной колонны. Активный уголь, проходя
вибросито, бункер и транспортер с регулируемой скоростью поступает в
бункер, где предварительно смачивается очищенным сиропом и направляется
в верхнюю часть адсорбционной колонны. Проходя снизу вверх,
противоточно углю, сироп очищается и непрерывно отводится из верхней
части колонны. Уголь должен находиться во взвешенном состоянии, эффект
очистки доходит до 90%. Объемное соотношение сиропа и угля в процессе
очистки – 6:1.
Отработанный уголь нижней части адсорбционной колонны удаляется с
определенным количеством сиропа, который предварительно отделяется на
вакуум-установке. Затем в колонне происходит обессахаривание угля,
промои отводятся на клеровку. Далее уголь поступает на следующую
вакуум-установку, где от него отделяется сахаросодержащий промой.
Адсорбированые углем вещества отмываются от него в колонне, промой
спускают в канаву сточных вод. Из колонны уголь поступает в бункер, из
которого насосом и эжектором в смеси с водой подается на гидроциклон, где
происходит основное отделение воды. Окончательное обезвоживание угля
осуществляется на вакуум-установке. Затем уголь поступает в бункер и с
помощью вибрационного питателя подается в печь для регенерации. Из печи
уголь поступает в бункер-охладитель, а затем насосом и эжектором подается
на вибросито и в производство.
6.5.3. Ионитная установка
129
Иониты – полярные адсорбенты, обладающие способностью к обменной
адсорбации катионов и анионов.
Принцип действия ионитной установки сахарорафинадного производства
следующий [1, с. 283]. Сироп I рафинада из клеровочной мешалки поступает
в напорный сборник, затем на механические фильтры. Затем сироп
направляется в общий сборник, куда подаются сироп II рафинада и I
продукта, не требующий механической фильтрации. Из общего сборника
сироп насосом через гребенку подается в ионитные реакторы. Фильтрация
сиропа может вестись через один или два реактора одновременно.
Для контроля за работой реакторов в гребенках установлены термометры,
манометры и пробоотборники. Средняя скорость фильтрации определяется
по расходомеру на общем сборнике. В реакторы через гребенки поступает
сироп, вода и регенерирующие растворы, иониты загружают через
специальный люк. Работа ионитовых реакторов состоит из следующих
операций: фильтрация сиропа сверху вниз через слой подготовленного
ионита (рабочий цикл); вытеснение сиропа из слоя ионита конденсатором по
окончании
фильтрации
(высолаживание);
интенсивная
промывка
(взрыхление) ионита в реакторе током воды снизу вверх; регенерация –
прохождение через ионит сверху вниз регенерирующих растворов (NaOH,
NH4OH); промывка ионита водой сверху вниз с целью вытеснения остатков
регенерирующих растворов.
Наилучшие результаты обесцвечивания сиропа ионитом марки АВ – 16Г
получены при скорости фильтрации 1 м3/м3·ч; количество сиропа,
прошедшего через 1 м3 ионита – 125 объемов; плотность обесцвечиваемых
продуктов – СВ = 61-65% и возможный эффект очистки – 40-80% в
зависимости от обрабатываемого продукта.
6.5.4. Установка умягчения соков
Установка [1, с. 289] предназначена для умягчения сока II сатурации. Для
умягчения сока используются катиониты-пермутиты – для удаления иона
кальция из сока. Работа проводится с горячим соком, так как кислые реакции
отсутствуют и нет инверсии сахара. Регенерация катионита производится
5%-ным раствором NaCl. При умягчении соков содержание CaO в соке
снижается до 0,005%, что положительно отражается на работе выпарной
станции.
Принцип действия установки. Сульфитированный сок II сатурации
поступает в напорный бак, откуда насосами подается в четыре параллельно
работающих реактора, один реактор – резервный и находится в станции
регенерации. В каждом реакторе на входе установлен суммирующий счетчик
для контроля цикла работы реактора. В реакторах происходит очистка
(умягчение) сока, после чего сок поступает в бак и направляется на выпарку.
6.6. Машины и аппараты для фильтрации и осветления
130
Оборудование для фильтрации и осветления предназначено для отделения
осадка от сахарных суспензий при помощи пористых перегородок (ткань или
металлическая сетка), задерживающих осадок и пропускающих жидкость.
Движущей силой процесса фильтрации является разность давлений ( Р) со
стороны входа жидкости в поры фильтрующего слоя, состоящего из слоя
осадка и перегородки, и выхода из него.
Классификация машин и аппаратов для фильтрации и осветления суспензий
сахарного производства следующая: 1) фильтры циклического действия,
работающие под давлением (фильтр-прессы камерные, патронные, дисковые,
мешочные, гравиевые, ФПАКМ); 2) осветлители (ФиЛСы, дисковый
сгуститель ДГС, отстойники гравитационные, гидроциклоны); 3) вакуумфильтры (камерные и бескамерные).
6.6.1. Фильтры циклического действия
Предназначены для контрольной фильтрации сока I сатурации, фильтрации
сока II сатурации и фильтрации сиропа с клеровкой.
Принцип действияфильтров состоит в том, что перед началом фильтрации
необходимо иметь на опорной основе (перегородке) слой осадка,
обеспечивающий получение чистого фильтрата. В патронных фильтрах (для
рафинадных сиропов) этот слой наносят предварительно при помощи
насосов, подающих в фильтр кизельгурную суспензию. В фильтр-прессах и
дисковых фильтрах (для соков I и II сатураций) в начальный период
фильтрация осуществляется под небольшим давлением через опорную
основу до образования слоя осадка, при котором получается чистый
фильтрат при max скорости фильтрации. В случае получения мутного
фильтрата в период образования начального слоя осадка его возвращают на
повторную фильтрацию. Затем осуществляется непосредственно процесс
фильтрации, продолжительность которого зависит от содержания твердых
частиц в суспензии, их размеров и свойств фильтрата. Перед удалением
осадка из фильтра его промывают от остатков фильтрата, после чего рабочий
цикл снова повторяется.
Фильтр-пресс [1, с. 221] состоит из: неподвижной передней стойкилобовины; передвижной плиты – лобовины; задней стойки; двух
параллельных балок, соединяющих переднюю и заднюю стойки;
шпренгелей-раскосов; рам; плит; сборника для фильтрованного сока;
гидрозажима.
Температура сока фильтрации t = 90-1000С, давление – Р = 0,25-0,3 МПа.
Расчет фильтр-прессов ведут по времени фильтрации ( ), необходимой
площади фильтрования (F) и необходимого давления жидкости на плунжер
гидрозажима (Р).
Время фильтрации: = 1 + 2, с
(6.4)
где 1 – время активной фильтрации, с;
2 – время вспомогательных работ, 2 = 1500-2100 с.
131
1
Р 4(С0 С1 )
8(С0 С1 )С1
вл
,с
(6.5)
где Р – количество нефильтрованного сока I сатурации, % к массе свеклы; С0
и С1 – количество извести, израсходованной для преддефекации и основной
дефекации, % к массе свеклы;
- толщина контрольной рамы, м; вл. –
плотность влажного осадка, вл. = 1250 кг/м3; с1 – объемная скорость
фильтрации сока I сатурации, с1 = 7 10-5 м3/(м2 с); - плотность сока, = 1060
кг/м3.
Площадь фильтрации фильтра:
F
G Р (С0
100С1
С1 )
, м2
где G – производительность фильтра, кг/с;
коэффициент.
1
1
(6.6)
- эксплуатационный
(6.7)
2
Патронный фильтр ПФ-20 [1, с. 226] состоит из: плиты; прижима на
шпильке; трех фильтрующих элементов и опорного патрубка, скрепленных
жестко; противоточной щелевидной поверхности для кизельгура и осадка.
Полный цикл работы фильтра включает в себя: намыв кизельгура, возврат
первых мутных порций фильтруемого продукта, фильтрация, вытеснение
нефильтрованного продукта и удаление осадка. Фильтры полностью
автоматизированы. Максимальное рабочее давление – Р = 0,4 МПа, скорость
фильтрации – С (м3/(м2 с)) – для сока I сатурации – 0,42 10-3; для сока II
сатурации – 0,91 10-3; для сиропа – 0,26 10-3.
Производительность патронного фильтра по свекле:
G
24 60 60 F с
10 P
, т/сут
(6.8)
где F – общая площадь поверхности фильтрации, м2; - плотность продукта,
кг/м3; Р – количество фильтрованного продукта, % к массе свеклы.
В отечественной сахарной промышленности применяются дисковые фильтры
ФД-80, ФД-100 и ФД-150.
Дисковый фильтр ФД-100 [1, с. 233] состоит из: корпуса; трубовала;
фильтрующих элементов; приемника сока; соплового устройства; лопастного
вала для удаления осадка; привода трубовала и привода лопастного вала.
Цикл фильтрации на ФД-100 состоит из следующих операций: фильтрации
сока через элементы дисков с отложением осадка на поверхности элементов
(частота вращения трубовала – n1 = 0,55 мин-1, лопастного вала – n2 = 48 мин132
1
), обессахаривания осадка с получением промоя, удаления осадка из фильтра
струями воды.
Производительность дискового фильтра по свекле:
G
24 60 60 F с
10 P ( 1 2 )
1
, т/сут
(6.9)
где F – площадь поверхности фильтрации, м2; с – средняя скорость
фильтрации, м3/(м2 с);
- плотность сока, кг/м3; τ1 – активное время
фильтрации сока за 1 цикл без учета получения промоя, с; τ2 – время
вспомогательных работ за 1 цикл, с; Р – количество фильтрованного сока без
учета промоя, % к массе свеклы.
ос
1
2с
Р
Рос , с
(6.10)
где - толщина осадка на элементах, м;
количество осадка, % к массе свеклы.
ос
– плотность осадка, кг/м3; Рос –
6.6.2. Оборудование для осветления сока I сатурации и сгущения осадка
Для разделения сока I сатурации на сгущенный осадок и осветленный сок
применяются:
фильтры-сгустители
ДГС,
фильтры
листовые
саморазгружающиеся ФиЛС и многоярусные отстойники.
Дисковый фильтр-сгуститель ДГС-59 (G = 1000 т/сут) [1, 242] состоит из:
корпуса; полого вала с дисками из 10 фильтрующих элементов;
распределительных головок; карманов; смесителя; ленточного шнека для
удаления осадка; приводов трубовала и ленточного шнека.
Принцип действия. Нефильтрованный сок I сатурации поступает в нижнюю
часть фильтра. Трубовал с дисками вращается в корпусе фильтра (n = 0,125
0,65 мин-1). В неподвижной части распределительной головки имеется
четыре дугообразных выреза, которые делят поверхность фильтрации дисков
на четыре зоны [1, с. 243]: F1, F2 и F3 служат для фильтрации сока, а зона S –
для регенерации слоя осадка, образовавшегося на элементах, обратным
током фильтрованного сока. Угол фильтрации 1 зоны – 800, площадь
фильтрации – 22 м2, 2 зоны – 900 и 25 м2, 3 зоны – 1500 и 42 м2 и 4 зоны – 400
и 11 м2. Активная площадь фильтрации составляет 89 м2 (общая 100 м2).
Происходит процесс фильтрации, max рабочее давление – Р = 0,2 МПа,
осадок сползает с элементов дисков и через карманы направляется в
смеситель, откуда сгущенная суспензия выводится из фильтра. После
удаления осадка скорость фильтрации может значительно увеличиться, в сок
попадут мелкие частицы осадка. Для предотвращения этого в первых двух
зонах поддерживается противодавление.
Производительность дискового фильтра-сгустителя по свекле:
G
864 103 F к с
P
,т/сут
133
(6.11)
где F – общая площадь поверхности фильтрации, м2; к – конструктивный
коэффициент, к = 0,9; с – скорость фильтрации, м3/(м2 с); - плотность сока,
= 1060 кг/м3; Р – количество фильтрованного сока I сатурации, % к массе
свеклы;
- доля сока отфильтрованного на сгустителях,
= 80% к
количеству сока I сатурации.
Фильтры листовые саморазгружающиеся [1, с. 247] ФиЛС-40, 60 и 100
изготавливаются двух модификаций: с цилиндрическим и прямоугольным
корпусом. Последняя наиболее рациональная по использованию рабочего
объема.
ФиЛС состоит из: вертикального корпуса; коллекторных трубок с
фильтрующими элементами; конической части; крышки; сборника
суспензии; напорных коммуникаций; коммуникаций частичного сброса
осадка.
Принцип действия. Суспензия из напорного сборника, поступает в несколько
патрубков для подвода суспензии, что обеспечивает ее равномерное
распределение по сечению фильтра. Затем суспензия фильтруется через
фильтрующие элементы, поступает в коллекторные трубки, направляется в
сборник, а затем поступает в производство. Через заданный промежуток
времени фильтрация приостанавливается, часть нефильтрованного сока
направляется в сборники частичного опорожнения. Быстрый отвод суспензии
создает разряжение в корпусе фильтра; в направлении, обратном
фильтрованию, проходит вначале фильтрованный сок, а затем воздух, слой
осадка отделяется от элементов и направляется в коническую часть фильтра.
Циклы отделения осадка повторяются дважды.
Скорость фильтрации при этом – с = 0,27 10-3 м3/(м2 с); полный цикл
работы – τ = 15 20 мин.
Отстойники гравитационные типа Дорра, Пассоса, Чугунова, системы
Гипросахара, Ростовского машзавода, фирмы «Цукропроект» (ПНР),
«Буккау-Вольф» и БМА (ФРГ) изготавливаются производительностью по
свекле G = 1000 2500 т/сут. Все отстойники имеют в принципе одинаковую
конструкцию и различаются устройствами для подвода нефильтрованного
сока I сатурации, отвода осветленного сока и удаления сгущенной суспензии.
Отстойник системы Чугунова [1, с. 252] общей площадью поверхности
отстаивания 9,4 м2 на 100 т/свеклы в сутки состоит из: вертикального
корпуса, разделенного на 5 секций; мешалок отдельных секций; приемника
сока; трубовала; кольцевых труб; воздушной оттяжки; сборников сгущенной
суспензии.
Принцип действия. Сок I сатурации поступает в подготовительную секцию,
имеющую мешалку, где от него отделяется пена, затем при помощи
специальной лопасти направляется в приемник. Далее сок через окна
поступает во внутреннюю часть трубовала, откуда через насадки попадает в
отдельные секции отстойника, где равномерно распределяется при помощи
вставок. Отвод осветленного сока осуществляется через кольцевые трубы.
134
Сгущенная суспензия с днищ отдельных секций мешалками направляется в
сборники, из которых осуществляется ее отвод.
Производительность отстойника по свекле:
G
864 103 F с
P
, т/сут
(6.12)
где F – общая площадь поверхности осаждения отстойника, м2; с – скорость
осаждения, с = 0,15 10-3 м/с; - плотность фильтрованного сока I сатурации,
= 1060 кг/м3; Р – количество фильтрованного сока I сатурации, % к массе
свеклы; - количество отбираемого из отстойника осветленного сока, =
80% к общему количеству жидкой фазы сока I сатурации.
6.6.3. Вакуум-фильтры
В качестве типового принят камерный вакуум-фильтр БШУ-40-3-10.
Вакуум-фильтр БШУ-40-3-10 [1, с. 258-259] состоит из: привода барабана
фильтра; двух распределительных головок; барабана; промывного
устройства; мешалки для взмучивания осадка и привода мешалки; ножа для
удаления осадка.
Принцип действия. Барабан фильтра вращается в корпусе (n = 0,118 2,14
мин-1), куда непрерывно поступает сгущенный осадок. Поверхность барабана
разделена на отдельные секции перегородками, каждая секция трубками
соединена с подвижной головкой фильтра. Когда секция барабана погружена
в суспензию, происходит фильтрация за счет разрежения, создаваемого
конденсатором в правой распределительной головке, жидкая фаза суспензии
при этом отводится, а на поверхности ткани этой ячейки отлагается слой
осадка. Затем к секции через угол поворота барабана 360 подключается левая
распределительная головка с более высоким разрежением. При этом на
поверхности ткани этой секции толщина слоя осадка возрастает.
Процесс фильтрации в каждой секции происходит пока она находится в зоне
фильтрации, остаточное давление Р = 0,045
0,048 МПа. Далее секции
барабана проходят зоны: подсушки, промывки и подсушки, зону продувки и
удаления осадка.
Производительность вакуум-фильтра по свекле:
G
864 103 F к с
Pс (100
)
, т/сут
(6.13)
где F – площадь фильтрации вакуум-фильтра, м2; к – коэффициент
использования поверхности фильтрации, к = 0,3
0,5; с – скорость
-3 3
2
фильтрации, с = 0,25 10 м /(м с); - плотность фильтрованного сока, =
1060 кг/м3; Рс – количество жидкой части нефильтрованного сока I
сатурации, % к массе свеклы;
- количество сока, отфильтрованного на
дисковых сгустителях или осветленного в отстойниках, = 80% к общему
количеству жидкой части нефильтрованного сока I сатурации.
135
Потребная мощность привода барабана вакуум-фильтра:
N
Mi n
974
, кВт
(6.14)
где Мi – суммарный момент сопротивления, Н
барабана, мин-1; - КПД привода.
м; n – частота вращения
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Каковы устройство и принцип действия аппаратов предварительной
дефекации?
2. Каковы устройство и принцип действия аппаратов основной дефекации?
3. Каковы устройство и принцип действия сатураторов?
4. Каковы устройство и принцип действия сульфитаторов?
5. Каковы устройство и принцип действия установки очистки активным
углем?
6. Как работает ионитная установка?
7. Дайте классификацию фильтров, применяемых в сахарной
промышленности.
8. Опишите конструкцию пресс-фильтров.
9. Каковы устройство и принцип действия дисковых фильтров?
10. Опишите принцип действия камерного вакуум-фильтра.
11. Каковы устройство и расчет производительности дискового фильтрасгустителя ДГС?
12. Принцип действия гравитационного отстойника.
Тесты по теме
1. В преддефекаторах обработка ведется: 1) известью; 2) активным углем; 3)
ионитами.
2. Температура процесса основной дефекации: 1) 60 0С; 2) 70 0С; 3) 80 0С; 4)
90 0С.
3. В аппаратах сатурации обработка сока осуществляется: 1) СО2; 2) SО2; 3)
СаСО3; 4) NaСl.
4. Продолжительность процесса сульфитации: 1) 3 мин; 2) 5 мин; 3) 8 мин.
5. Производительность клеровочного аппарата рассчитывается по: 1)
площади фильтрации; 2) скорости осаждения; 3) вместимости аппарата.
6. Очистка сиропов осуществляется: 1) абсорбентами; 2) углекислым газом;
3) адсорбентами.
7. Для контрольной фильтрации сока I сатурации применяются фильтры: 1)
патронные; 2) ФиЛСы; 3) вакуум-фильтры; 4) дисковые.
8. Частота вращения трубовала дискового фильтра, мин-1: 1) 0,25; 2) 0,45; 3)
0,55.
9. Производительность фильтров определяется по: 1) скорости фильтрации;
2) площади фильтрации; 3) полезному объему.
136
10. Движущая сила процесса фильтрации: 1) разность концентраций;
разность плотностей; 3) разность давлений.
2)
Глава 7. Оборудование для получения известкового молока и
сатурационного газа
7.1. Известково-газовые печи
По конструкции печи для обжига известняка классифицируются следующим
образом: простые очелковые печи с ручной выгрузкой извести, подвесные на
колонках печи системы Керна, печи системы Иссерлиса, печи системы
«Трубострой» с механизированной выгрузкой извести (принята в качестве
типовой, топливом при обжиге могут служить уголь или природный газ).
Известково-газовая печь системы «Трубострой» [1, с. 186] состоит из:
фундамента; шахты, образованной нижним (холодильников) и верхним
(горном) усеченными конусами футеровки (огнеупорного кирпича);
обмуровки (простого кирпича); кожуха из листового железа; свода; 2 каналов
для отвода печных газов; загрузочной воронки; колокола-пробки; конусарассекателя; скипового подъемника; бункера для необожженого известняка;
вибролотка; механического выгружателя; пластинчатого транспортера.
Принцип действия (на угле). Известняк и антрацит загружаются в печь
скиповым подъемником через загрузочную воронку. Высота загрузки печи
известняком и углем определяется с помощью специального индикатора. В
печи смесь (шихта) сначала подогревается, а затем происходит сгорание
антрацита при помощи воздуха и разложение известняка на известь и
углекислоту. Весь объем печи по температурному признаку разделяется на
три зоны: подогрева (t = 5000С), разложения (t = 10000С) и охлаждения (t =
2000С). Воздух, необходимый для горения угля, поступает в печь снизу и
нагревается, контактируя с горячим, опускающимся вниз, известняком,
который при этом охлаждается. Продукты горения и избыточный воздух
смешивается с углекислотой, выделившейся при разложении известняка, и
поднимаются вверх, проходя между кусками шихты, нагревают их, сами при
этом охлаждаясь, и отсасываются из верхней части печи. Обожженный
известняк выгружается из нижней части печи и поступает в известегасильное
отделение.
Производительность известково-газовой печи:
G
24 V
g
1000 0,9 100
, т/сут
(7.1)
где V – полезная вместимость печи, м3; - насыпная плотность известняка,
= 1250 кг/м3; g – выход чистой извести, %; 0,9 – коэффициент, учитывающий
усадку известняка в печи; - продолжительность обжига, ч.
7.2. Известегасильные аппараты
Обожженная в печи известь поступает на гашение, получается известковое
молоко, содержащее 20% СаО и 80% Н2О. Гашение извести ведется в
137
известегасильных аппаратах барабанного типа непрерывного действия. В
качестве типовых приняты аппараты АИ-1,5 и АИ-1,8М, имеющие схожую
конструкцию.
Известегасильный аппарат AИ-1,8М (G по СаО = 80 т/сут) [1, с. 206-207]
состоит из: горизонтального цилиндрического корпуса; бандажей; двух пар
роликов; привода роликов; неподвижной горловины; решетки; внутренних
лопастей; ковшей внутри корпуса; неподвижной головки; двух
перфорированных цилиндров с лентами шнеков; ковша для удаления песка и
недопала; шибера регулирования потока известняка.
Принцип действия. Обожженный известняк по неподвижной горловине
поступает на решетку и лопастями, расположенными по винтовой линии
направляется к ковшам, установленным на внутренней поверхности корпуса
аппарата, который вращается с частотой n = 3,6 мин-1. На решетку снизу
подают промои или горячую воду. Известняк ковшами направляется к
противоположной неподвижной головке, камни при этом поднимаются и
свободно падают в известковое молоко, которое перемещается по нижней
части корпуса противоточно известняку. Далее известковое молоко и
примеси поступают на внутреннее сито перфорированного цилиндра, пройдя
через который оно выводится в пескоуловитель, а непрошедшие через сита
примеси шнеками выбрасываются в приемник и поступают на транспортер.
Температура гашения t = 1000С.
Производительность известегасильного аппарата в пересчете на свеклу:
G
24 60 60 V
1000 X n
Р
, т/сут
(7.2)
где V – полный объем аппарата, м3; - коэффициент заполнения, = 0,25; плотность известкового молока, = 1190 кг/м3; Р – процентное содержание
СаО в известковом молоке, Р = 20%; - эксплуатационный коэффициент; Хn
– расход печной извести к массе свеклы, Хn = 3,3%;
- длительность
гашения, = 900 с.
7.3. Пескоотделители
Пескоотделители предназначены для удаления крупных частиц (песка, золы
и кусочков камня) известкового молока, а также гашения мелких частиц
непогашенной извести. Применяются пескоотделители отстойного типа,
скребкового типа с ситчатым днищем и вибрационного типа. В качестве
типового принят пескоотделитель отстойного типа системы РусселяДорошенко.
Пескоотделитель Русселя-Дорошенко [1, с. 209] состоит из:
горизонтального корпуса; цилиндрического днища, разделенного на ряд
секций; перегородок; вала прямоугольного сечения с черпаками; привода
вала; наклонного шнека; переливного ящика.
Принцип действия. Известковое молоко поступает в пескоотделитель со
стороны шнека и медленно перемещается вдоль корпуса по секциям,
138
переливаясь через верхний край перегородок, при этом песок и примеси в
отдельных секциях опускаются на дно. Черпаки, вращаясь (n = 2 мин-1),
захватывают осевшие на дно песок и примеси и направляют их в карманы
соседних секций. Перемещение молока и примесей осуществляется
противоточно. Песок удаляют из корпуса наклонным шнеком, а известковое
молоко – через переливной ящик.
Производительность пескоотделителя отстойного типа по свекле:
G
24 60 60 Vn
10 P
, т/сут
(7.3)
где Vп – полезный объем пескоотделителя, м3; - плотность известкового
молока, = 1190 кг/м3; Р – общий расход известкового молока, % к массе
свеклы, Р = 15%;
- длительность пребывания известкового молока в
пескоотделителе, = 1200с.
7.4. Аппараты для очистки сатурационного газа
Аппараты (лаверы) предназначены для охлаждения до необходимой
температуры (t = 300С) и дополнительной очистки сатурационного газа
(СО2). Применяются чугунные колпачковые лаверы и лаверы с тремя слоями
насадок (типа ЛГМ). Типовыми приняты лаверы ЛГМ.
Лавер ЛГМ-1600В [2, с. 168] состоит из: корпуса, набранного из шести
чугунных царг; крышки; днища; трех колосниковых решеток с
керамическими кольцами Рашига; распределителя воды.
Принцип действия. Сверху в лавер поступает холодная вода, а снизу
противоточно-сатурационный газ, который проходит сквозь кольца Рашига,
очищается и охлаждается. Охлажденный газ, выходящий из лавера сверху,
направляется в циклонную ловушку инерционного типа для отделения
капель воды, уносимых газом.
Производительность лавера в пересчете на свеклу:
G
100 V
X nV0 , т/сут
(7.4)
где V – полный объем лавера, м3; Хп – расход печной извести, % к массе
свеклы, Хп = 3,3%; V0 – объем лавера на 1 т извести в сутки, V0 = 0,2-0,3 м3.
Внутренний диаметр лавера:
D
4Vc
V ,м
(7.5)
где Vс – секундный расход газа, получаемый из известково-газовой печи, м3;
V – линейная скорость газа в поперечном сечении насадки лавера, м/с.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Каковы устройство и принцип действия известково-газовой печи?
2. Каковы устройство и принцип действия известегасильного аппарата?
139
3. Дайте классификацию пескоотделителей.
4. По каким основным параметрам ведется расчет производительности
известково-газовой печи?
5. Каковы устройство и принцип действия лавера отстойного типа?
Тесты по теме
1. Какие известково-газовые печи приняты в качестве типовых:
1) очелковые печи; 2) подвесные на колонках печи системы Керна; 3) печи
системы «Трубострой»; 4) печи системы Иссерлиса.
2. Разложение известняка в печи осуществляется при температуре:1) 5000С;
2) 10000С; 3) 7000С; 4) 13000С.
3. Гашение извести происходит при температуре: 1) 600С; 2) 900С; 3) 1000С.
4. Длительность процесса гашения: 1) 900с; 2) 1000 с; 3) 1200 с.
5. В качестве типовых приняты пескоотделители: 1) вибрационного типа; 2)
скребкового типа; 3) отстойного типа.
6. В лаверах происходит процесс: 1) нагревания СО2; 2) охлаждения СО2; 3)
очистки СО2.
Глава 8. Оборудование для нагрева, выпаривания, уваривания и
конденсации
8.1. Подогреватели
Подогреватели предназначены для нагрева жидких продуктов сахарного
производства с помощью теплоносителя – пара или горячей воды.
Подогреватели подразделяются на поверхностные (тепло передается через
металлическую стенку, разделяющую нагреваемый продукт и теплоноситель)
и контактные (продукт нагревается при непосредственном контакте с
теплоносителем).
8.1. Поверхностные подогреватели
Классифицируются следующим образом: рубашечные (паровые камеры
наклонного диффузионного аппарата); кожухотрубные одноходовые и
многоходовые (подогреватели диффузионного и сатурационного соков);
пластинчатые (плоские и спиральные); погружные (змеевики в сборниках и
мешалках).
Многоходовой трубчатый подогреватель ПДС [2, с. 240] состоит из:
цилиндрического корпуса; крышки; днища; верхней и нижней трубных
решеток с трубками; 2 камер; 10 перегородок; двух двухклапанных обходных
вентилей; 2 кольцевых коллекторов.
Принцип действия. Подогреваемая жидкость поступает снизу в корпус
аппарата и циркулирует по трубкам последовательно по секциям. Греющий
пар, нагреваясь, подается в верхнюю часть корпуса аппарата в межтрубное
пространство. В нечетных секциях жидкость движется снизу вверх, а в
четных – сверху вниз (всего 10 секций). Отвод нагретой до необходимой
температуры жидкости из подогревателя осуществляется из нижней камеры.
140
Неконденсирующиеся газы из верхней части паровой камеры через верхний
кольцевой коллектор выводятся из подогревателя. Конденсат из нижней
части паровой камеры поступает в нижний коллектор и удаляется из
аппарата. Наибольшее рабочее давление в соковой камере составляет Р = 0,6
МПа, в паровой – Р = 0,3 МПа.
Производительность трубчатого подогревателя по свекле:
G
86400 k F
10 Р Q
tср
, т/сут
(8.1)
где k – коэффициент теплопередачи, Дж/(м2 с 0С); F – общая площадь
поверхности нагрева, м2; tср. – средняя располагаемая разность температур,
0
С; Р – количество подогреваемого продукта, % к массе свеклы; Q –
удельный расход пара на 100 кг свеклы, Дж.
8.1.2. Контактные подогреватели
К ним относятся ошпариватели стружки, барботеры в сборниках и мешалках,
струйные и конденсационные подогреватели воды.
Пароконтактный (конденсационный) подогреватель ПКП (G = 3000-6000
т/сут) [2, с. 274] состоит из: цилиндрического корпуса с коническим днищем
и верхней плоской крышкой; барометрической трубы; коллектора для отвода
газа; конических верхней и нижней тарелок; улитки; раздаточного
устройства для подвода греющего пара.
Принцип действия. Барометрическая или жомопрессовая вода поступает по
тангенциально расположенному патрубку в кольцевую камеру улитки,
закручивается в ней и, вращаясь, выходит в виде сплошной кольцевой завесы
из щели. Затем вода попадает на верхнюю коническую тарелку, с которой в
виде сплошной завесы сливается на нижнюю тарелку и удаляется из аппарата
через барометрическую трубу. Греющий пар, попадая в аппарат снизу,
пересекает водяные завесы и, конденсируясь на них, нагревает воду в
верхней части аппарата. Часть пара поступает по вертикальной трубе улитки,
проходит через продолговатые щели внутрь аппарата контактирует с водяной
завесой, вытекающей из кольцевой щели.
8.2. Выпарные установки
Выпарные установки предназначены для сгущения сока II сатурации до
концентрации густого сиропа (содержание сухих веществ СВ = 65-70%).
Выпарные установки классифицируются по следующим признакам:
1. По состоянию вторичного пара в последнем корпусе: работающие при
давлении пара выше и ниже (остаточное давление 0,0242-0,0174 и 0,07750,0705 МПа) атмосферного.
2. По числу корпусов: 3-х корпусные с концентратором, 4-х корпусные с
концентратором, 4-х корпусные с 0 корпусом и 5-ти корпусные установки.
В качестве типовой принята четырехкорпусная выпарная установка с
концентратором [1, с. 295], отличающаяся повышенной устойчивостью в
141
эксплуатации и высокой тепловой экономичностью благодаря большой
кратности использования ее вторичных паров. Температурный режим
процесса выпаривания в установке: температура греющего пара – I корпус Т
= 1320С, концентратор Т = 840С, температура кипения сока – I корпус с t =
1260С, концентратор t = 68,40С.
В качестве корпусов установки применяются различные выпарные аппараты:
с трубчатой поверхностью нагрева и паровым обогревом (многократной
циркуляцией) и прямоточные пленочные.
8.2.1. Выпарные аппараты с многократной циркуляцией
В данных аппаратах осуществляется естественная многократная циркуляция
выпариваемого продукта. К ним относятся аппараты типов ВАГ, ЦИНС и
ВЦ.
Выпарной аппарат ВАГ [1, с. 297] состоит из: цилиндрического корпуса;
теплообменника (греющей камеры) ; парового (надсокового) пространства;
съемного днища; устройства для улавливания капель сока (сепаратора) ;
коммуникаций для подвода и удаления пара; кольцевого распределителя
сока.
Принцип действия. Сатурированный сок поступает в нижнюю часть аппарата
и кольцевым распределителем направляется в кипятильные трубки греющей
камеры. Пар подается в межтрубное пространство, происходит нагревание
сока до требуемой температуры. Выброшенный из кипятильных трубок на
верхнюю трубную решетку сок разделяется на два потока. Одна его часть
стекает по направляющей воронке в сокоотводящую трубу. Вторая часть
проходит по циркуляционной трубе и вновь поднимается по кипятильным
трубкам. Отработанный пар поступает в сепаратор инерционного типа, где
происходит отделение унесенных капель сока от вторичного пара.
8.2.2. Пленочные прямоточные аппараты
Интенсификация процессов выпаривания связана с сокращением
продолжительности выпаривания. Наиболее перспективны в этом отношении
тонкопленочные выпарные аппараты системы МТИППа и ВАПП-1250 (НПО
«Сахар»).
Пленочный прямоточный аппарат системы МТИППа [1, с. 302] состоит
из: цилиндрического корпуса, разделенного на соковую, греющую и
сиропную камеры; трубных решеток с кипятильными трубками; насадки для
распределения сока; кольцевого распределителя; верхней крышки; отбойного
зонта.
Принцип действия. Сок поступает в соковую камеру и с помощью насадки
распределяется по кипятильным трубкам. Пар подводится в греющую камеру
в межтрубное пространство. Под действием гидростатического давления
столба жидкости, находящейся в приемнике соковой камеры, она поступает
через кольцевой распределитель внутрь кипятильных трубок, где сок
распределяется по всему периметру трубки в виде устойчивой пленки,
142
которая постепенно стекает вниз. Процесс выпаривания происходит в тонкой
пленке толщиной 2-3 мм. Пар, образующийся в толще пленки, прорывает ее
и попадает в паровой поток кипятильной трубки. Затем соковой пар через
трубки насадок поступает в верхнюю часть соковой камеры, где с помощью
отбойного зонта меняет направление и выводится из аппарата.
Образующийся сироп поступает в сиропную камеру в нижней части корпуса
и отводится из аппарата. При охлаждении греющего пара образуется
конденсат, который также выводится из нижней части аппарата.
Производительность любого корпуса выпарной установки по свекле:
G
24 60 60 Fп К п tn
1,03 10 Dn (in c tk )
, т/сут
(8.2)
где Fп – площадь поверхности нагрева любого корпуса, м2; Кп – коэффициент
теплопередачи данного корпуса выпарки, Вт/(м2 к); tп – полезная разность
температур в данном корпусе, 0С; 1,03 – коэффициент, учитывающий потери
тепла в окружающую среду; Dn – количество пара, которое необходимо
сконденсировать в данном корпусе, кг на 100 кг свеклы; in – энтальпия
греющего пара, поступающего в данный корпус выпарки, Дж/кг; С –
удельная теплоемкость конденсата, Дж/(кг к); tк – температура конденсата,
выходящего из данного корпуса выпарки, 0С.
8.3. Вакуум-аппараты
Вакуум-аппараты предназначены для уваривания сиропа под разрежением
получения вязкой смеси кристаллов сахара и межкристальной жидкостиутфеля (содержание СВ = 92%).
Вакуум-аппараты классифицируются следующим образом: 1) по принципу
действия – периодического и непрерывного; 2) по виду увариваемого
продукта – аппараты для уваривания I, II и III продуктов (сахар-песок) и
аппараты для уваривания I и II рафинадных утфелей и уваривания
продуктовых утфелей (сахар-рафинад); 3) по конструкции корпуса –
цилиндрические
с
нормальным
и
расширенным
надутфельным
пространством, сферические и сундучные; 4) по пространственному
расположению корпуса – вертикальные и горизонтальные; 5) по конструкции
поверхности нагрева – с подвесными трубчатыми камерами, с кольцевой
поверхностью нагрева, со змеевиковой поверхностью нагрева и с
комбинированной поверхностью нагрева.
8.3.1. Вакуум-аппараты периодического действия
В сахарном производстве применяют аппараты периодического действия
типов ПВА, ВАЦ, ЯВА и ВАР. В качестве типовых приняты для
свеклосахарного производства аппараты ПВА, для сахаро-рафинадного –
типа ВАР.
Вакуум-аппарат ПВА-400 [1, с. 324-325] состоит из: цельносварного
корпуса; крышки; конического днища; греющей камеры (трубные решетки с
143
кипятильными трубками); сепарирующего устройства; спускного устройства
и устройства для подвода пара в греющую камеру.
Принцип действия. Процесс уваривания сиропа состоит из следующих
стадий: наполнение аппарата сиропом, сгущение сиропа, заводка кристаллов,
уваривание утфеля до определенной плотности и спуск его из аппарата.
Перед началом уваривания аппарат подключают к линии разрежения и
создают в нем вакуум (Р = 0,015 МПа). Затем наполняют аппарат сиропом до
полного закрытия греющей камеры. Продукт сгущают при температуре t =
70-800С до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная концентрация для
заводки кристаллов, перед которой температуру повышают на 2-30С, для чего
перекрывают подачу воздуха. Для заводки кристаллов применяют сахарную
пудру или кристаллическую пасту, которые вводят через специальную
воронку. В период варки происходит наращивание заведенных кристаллов
сахара без образования новых (коэффициент пересыщения – 1,05-1,10).
Производительность вакуум-аппарата периодического действия по свекле
(рафинаду):
G
24 60 60 Vвак
10 P
, т/сут
(8.3)
где Vвак. – вместимость вакуум-аппарата, м3; - плотность сваренного утфеля
при температуре спуска, кг/м3; Р – количество утфеля данного продукта, % к
массе свеклы или рафинада; - длительность полного цикла работы вакуумаппарата при одной варке, с.
8.3.2. Вакуум-аппараты непрерывного действия (ВАНД)
Применяются ВАНД следующих конструкций: секционные прямоточноциркуляционные (системы КТИППа, Данильцева, ВНИЭКИпродмаша) и
колонные (Зуева и Востокова, Кондакова и Вечерского и системы КТИППа).
ВАНД системы ВНИЭКИпродмаша [1, с. 334] состоит из: горизонтального
цилиндрического корпуса, разделенного на девять секций (I-IX) при помощи
двойных перегородок; греющих элементов по каждой секции; щита
отбойного; станины; трубы-гидрозатвора; коммуникаций для подвода пара,
вакуума, отвода конденсата и аммиачных газов.
Принцип действия. Сироп поступает в I секцию аппарата и по мере сгущения
переходит из секции в секцию благодаря разности уровней, создаваемой
перегородками. В I секции происходят сгущение сиропа и непрерывный его
отвод в секцию II, где осуществляют заводку кристаллов сахарной пудрой (из
расчета 60 г на 10 т утфеля). Наращивание кристаллов начинается в секции II
и продолжается до VIII секции. Окончательное сгущение утфеля происходит
в IX секции. Затем утфель по трубе-гидрозатвору, имеющему паровую
рубашку, направляется в утфелемешалку.
8.4. Конденсаторы
Аппараты предназначены для конденсации пара и получения
барометрической воды после выпарной установки и вакуум-аппаратов. На
144
сахарном производстве применяются поверхностные конденсаторы и
противоточные конденсаторы смешения, которые являются типовыми.
Конденсаторы смешения разделяются: 1) по принципу действия на
прямоточные и противоточные; 2) по внутренней конструкции – на
полочные, тарельчатые и впрыскивающие.
8.4.1. Противоточный конденсатор полочного типа [1, с. 343] состоит из:
цилиндрического корпуса; конического днища с барометрической трубой;
полок; воздухоотделительного и уравнительного сосуда; ловушки; щита
отбойного.
Принцип действия. Пар поступает в конденсатор под нижнюю полку. Вода
для охлаждения и конденсации пара из сборника направляется в
воздухоотделительный и уравнительный сосуд и далее на верхнюю полку
конденсатора. Переливаясь с полки на полку, вода образует завесы,
противоточно которым движется пар, при этом конденсируясь.
Барометрическая вода (смесь охлаждающей воды и конденсата пара) по
барометрической
трубе
отводится
от
аппарата
в
сборник.
Несконденсированные газы и воздух откачиваются вакуум-насосом через
ловушку. Капли воды, отделенные в ловушке, отводятся по самостоятельной
трубе в сборник барометрической воды.
8.4.2. Тарельчатый конденсатор смешения отечественного производства
[1, с. 345] отличается от полочного конденсатора устройствами для
распределения охлаждающей воды: внутри корпуса установлены каскады,
состоящие из верхней и нижней тарелок. Таким образом, вода с тарелок
стекает не плоскими каскадами, а цилиндрическими, что увеличивает
площадь поверхности соприкосновения воды с паром.
Расчет плоскоструйных конденсаторов:
1. Тепловые расчеты:
Расчет относительного содержания воздуха в паре:
X
X н 100
,%
у
(8.4)
где хн – массовое начальное содержание воздуха в паре, поступающем в
конденсатор, %; y – количество пара, поступающего на ступень, % к
начальному количеству.
Расчет расхода пара:
Gn = (1,5-2,4)F, кг/ч
(8.5.)
2
где F – площадь водяной завесы, м .
Расчет холодной воды, поступившей в конденсатор:
G х .в .
Gn in c tб .в.
с tб .в. t х.в. , кг/ч
145
(8.6)
где in – энтальпия пара, поступающего в конденсатор, кДж/кг; с –
теплоемкость воды, с = 4,19 кДж/(кг к); tб.в. – температура барометрической
воды, 0С; tх.в. – температура воды, поступающей в конденсатор, 0С.
2. Конструктивные расчеты:
Внутренний диаметр конденсатора:
D
Dn2
4 1
n
,м
(8.7)
где Dп – диаметр патрубка, по которому пар поступает в конденсатор, м;
- скорость пара в осевом
п – скорость пара в патрубке,
п = 50-60 м/с;
сечении нижней части конденсатора, м/с; l1 – высота первой ступени, м.
Диаметр барометрической трубы:
d тр
где
0,0188
G х .в .
- плотность смеси, кг/м3;
Gn
, кг/ч
– скорость воды в трубе,
(8.8)
= 0,5-1 м/с.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Дайте классификацию выпарных установок.
2. Каковы устройство и принцип действия поверхностного подогревателя?
3. Опишите принцип действия выпарного аппарата с многократной
циркуляцией.
4. Приведите классификацию вакуум-аппаратов.
5. Каковы устройство и принцип действия вакуум-аппарата периодического
действия?
6. Каковы устройство и принцип действия конденсатора смешения полочного
типа?
7. Что включает в себя расчет плоскоструйных конденсаторов?
Тесты по теме
1. В поверхностных подогревателях теплопередача осуществляется:
1) через плоскую металлическую стенку; 2) при непосредственном контакте
продукта с теплоносителем; 3) через цилиндрическую металлическую стенку.
2. Корпус многоходового трубчатого подогревателя разделен на следующее
количество секций: 1) 5; 2) 8; 3) 10; 4) 12.
3. Содержание сухих веществ в сиропе после выпарки: 1) 60%; 2) 65%;
3)
70%; 4) 76%.
4. Температура кипения сока в I корпусе выпарной установки: 1) 1220С; 2)
1300С; 3) 1350С; 4) 1260С.
5. Сок в выпарном аппарате подается в:
1) сиропную камеру; 2) кипятильные трубки; 3) межтрубное пространство.
6. Температура кипения сиропа в вакуум-аппарате: 1) 600С; 2) 700С;
3)
0
0
90 С; 4) 80 С.
146
7. Содержание сухих веществ в утфеле: 1) 85%; 2) 95%; 3) 87%; 4) 92%.
Глава 9. Оборудование для кристаллизации и центрифугирования
9.1. Оборудование для обработки и кристаллизации утфелей
Оборудование предназначено для обработки и дополнительной
кристаллизации утфелей I, II и III продуктов.
9.1.1. Утфелемешалка УМ-1 [2, с. 282] применяется для обработки I и II
утфеля и состоит из: корытообразного корпуса; вала со спирально
установленными лопастями и витками из стальной ленты; привода вала;
шибера для удаления утфеля; механизма для ручного проворачивания вала.
Принцип действия. Утфель подается через верх мешалки в корпус лопастями
вала и перемешивается (частота вращения вала n = 0,65 мин-1), ленточным
витком перемещается вдоль мешалки и через проем, закрываемый шибером с
ручным приводом, выводится из утфелемешалки.
Полная вместимость утфелемешалки:
V
1,1 М вак 1000
, м3
ρ
(9.1)
где Мвак – масса одной варки вакуум-аппарата данной кристаллизации, m; плотность утфеля, для I утфеля = 1490 кг/м3, для II утфеля - = 1501 кг/м3;
- коэффициент заполнения мешалки, = 0,9.
9.1.2. Кристаллизатор ПМК-30
[2, c. 285] предназначен для
дополнительной кристаллизации III утфеля и состоит из: горизонтального
корытообразного корпуса; полого вала с двумя перемешивающими
лопастями и двенадцатью дисками; перегородки; спускного шибера; привода
вала.
Принцип действия. Утфель поступает в кристаллизатор сверху в левый его
конец. Вал вращает (n = 0,65 мин-1) диски (поверхность теплообмена),
которые перемешивают утфель, постепенно охлаждая его и препятствуя
оседанию кристаллов на дно аппарата. Утфель перемещается вдоль
кристаллизатора в противоположный конец, где установлена перегородка
спускной секции. После чего через проем в нижней части правой торцовой
стенки утфель спускается из аппарата и поступает дальше в производство.
Противоточно утфелю движется охлаждающая вода (Р = 0,15 МПа), которая
входит в правый конец внутрь вала и, перетекая постепенно из диска в диск,
через противоположный конец вала удаляется из аппарата. Длительность
процесса кристаллизации - = 1920 мин.
9.1.3. Аффинационная мешалка ПМА-5,5 [2, с. 287] предназначена для
проведения процесса аффинации желтого сахара III утфеля и состоит из:
корытообразного корпуса, состоящего из 3 отделений; трех параллельных
147
валов с ленточными шнеками и лопастями; шибера регулирования
продолжительности процесса; привода валов.
Принцип действия. Поступающий сверху в I отделение желтый сахар
перемешивается с поступающим сюда же разбавленным до 75% СВ первым
оттеком I утфеля с помощью лопастей, установленных на валах, которые
вращаются (n = 15 мин-1) в разные стороны. Затем масса переходит во II
отделение, где сахар перемешивается более длительное время и происходит
наиболее эффективно процесс аффинации. Сахар передвигается в корпусе
аппарата посредством ленточных шнеков и лопастей, установленных на
валах, в III отделение и выводится из мешалки. Примененный здесь принцип
двойного перемешивания обеспечивает равномерность и одинаковую
плотность продукта (СВ = 89-90%). Регулирование продолжительности
аффинации осуществляется изменением положения шибера ( ср. = 20 мин).
Производительность кристаллизатора и аффинационной мешалки по свекле:
G
1440 V
100 P
, т/сут
(9.2)
где V – полная вместимость аппарата, м3; - плотность продукта, III утфеля,
= 1505 кг/м3, аффинационной массы
= 1450 кг/м3;
- коэффициент
заполнения аппарата, = 0,9; Р – количество данного продукта, % к массе
свеклы; - длительность процесса, мин.
9.1.4. Утфераспределитель [2, с. 290] предназначен для распределения
утфеля по центрифугам и состоит из: корытообразного корпуса с четырьмя
патрубками; вала со скребками; тепловой рубашки; спускного шибера;
приводов вала и шибера.
Принцип действия. Утфель в распределитель поступает сверху. Посредством
вращающегося вала со скребками (n = 3 мин-1) утфель подводится к
патрубкам, через которые он направляется в центрифуги. Для
предотвращения охлаждения утфеля в тепловую рубашку на корпусе
подается горячая вода.
Полная вместимость утфелераспределителя:
V = 2,5 Vу, м3
(9.3.)
где Vу – объем разовой загрузки утфеля во все центрифуги (с резервной)
данной группы, м3.
9.2. Оборудование для центрифугирования
Оборудование предназначено для отделения (фуговки) чистых кристаллов
сахара от межкристального раствора под действием центробежной силы на
утфель.
Оборудование для центрифугирования по конструктивным признакам и
технологическому назначению классифицируется следующим образом: 1)
центрифуги циклического действия подвесные (саморазгружающиеся и
автоматические); 2) центрифуги непрерывного действия (горизонтальные с
148
пульсирующим удалением осадка, вертикальные с инерционным, шнековым
и пневматическим удалением осадка).
9.2.1. Центрифуги периодического действия
В сахарном производстве применяются следующие центрифуги данного
типа: саморазгружающиеся (ПС-1200, польская, ФПН-1251Т-1) и
автоматические (ФПН-1251Л-2, ФПН-1251Л-3, ПН-100, АПН-1250, фирмы
«Зангерхаузен», фирмы «Фив Лилль-Кай», фирмы «Буккау-Вольф»).
Автоматическая центрифуга ФПН-1251Л-2 [1, с. 367-368] предназначена
для фуговки I продукта и состоит из: станины; цилиндрического
перфорированного ротора; электродвигателя асинхронного пятискоростного
(n = 100-1500 мин-1); устройства для промывки и пропарки сахара;
сегрегатора; устройства для механизированного удаления сахара из ротора;
датчика загрузки утфелераспределителя.
Принцип действия. Включается приводной электродвигатель, при
достижении частоты вращения ротора n = 230 мин-1 открывается шиберная
заслонка утфелераспределителя и утфель поступает в ротор центрифуги.
После загрузки ротора утфелем с помощью датчика загрузки закрывается
шиберная заслонка. Электродвигатель набирает максимальную частоту
вращения, происходит процесс непосредственной фуговки утфеля. Затем
осуществляется процесс промывки и пропарки сахара с переключением
электродвигателя на меньшую скорость, ротор тормозится и останавливается.
После чего осуществляется обратное вращение ротора, поднимается
запорный конус и с помощью ножа выгрузного устройства сахар удаляется
из ротора.
Секундная производительность центрифуги периодического действия:
G
q
, кг/с
(9.4)
где q – количество утфеля, одновременно загруженного в ротор центрифуги,
q = 700 кг; - продолжительность полного цикла работы центрифуги, с.
Мощность привода центрифуги в период разгона ротора:
N1 = Nц + Nу+ N2 = Nц + Nу + Nв + Nт, кВт
(9.5)
где N2 – мощность в рабочий период, кВт; Nц – мощность, потребная для
совершения работы, кВт; Nу – потребная мощность на разгон утфельного
кольца, кВт; Nв – мощность на преодоление сил трения ротора о воздух, кВт;
Nт – мощность на преодоление сил трения в подшипниках, кВт.
9.2.2. Центрифуги непрерывного действия
В настоящее время применяются следующие непрерывнодействующие
центрифуги:
149
1) горизонтальные с пульсирующим удалением осадка (НГП-4К-860); 2)
вертикальные – с инерционным удалением осадка (ФВИ-1000К-1 фирм БМА
и «Гейн, Леманн и К0»); со шнековым удалением осадка (ЦИНС); с
пневматическим удалением осадка (ВНИЭКИпродмаша).
Центрифуга с инерционным удалением осадка ФВИ-1000К-1 [1, с. 390]
предназначена для разделения утфелей промежуточных продуктов,
аффинационных утфелей и утфеля последнего продукта свеклосахарного
производства и состоит из: ротора; опорного узла; привода; маслосистемы и
питателя.
Принцип действия. Утфель из воронки непрерывно поступает в нижнюю
часть ротора, который направляет его на фильтрующую поверхность. На
роторе создается равновесие между силой трения сахара по ситу и
касательной составляющей центробежной силы, перемещающей сахар в
направлении выгрузки за счет напора поступающего в распределитель
утфеля и некоторого неравновесия вышеуказанных сил. Промывка и
пропарка сахара производятся в верхней части ротора. Отфугованный сахар
выбрасывается через верхний край ротора в камеру и поступает на
транспортер.
Производительность центрифуги с инерционным удалением осадка по
свекле:
G
24 100 fq
, т/сут
P
(9.6)
где f – площадь поверхности ротора центрифуги, м2; q – нагрузка утфеля на 1
м2 поверхности ротора, т/ч; p – выход утфеля, % к массе свеклы.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Каковы устройство и принцип действия кристаллизатора?
2. Опишите принцип действия утфелемешалки и утфелераспределителя.
3. Каковы устройство и принцип действия аффинационной мешалки?
4. Дайте классификацию оборудования для разделения утфелей.
5. Каковы устройство и принцип действия автоматической центрифуги ФПН1251Л-2?
6. Как определяется производительность центрифуг с инерционным
удалением осадка?
Тесты по теме
1. Утфелемешалка применяется для обработки: 1) II и III утфеля;
2)
рафинадного утфеля; 3) I и III утфеля.
2. Длительность процесса в кристаллизаторе: 1) 1520 мин; 2) 1920 мин;
3)
1730 мин; 4) 2050 мин.
3. Плотность продукта после обработки в аффинационной мешалки: 1) 90%
СВ; 2) 80% СВ; 3) 70% СВ.
4. Загрузка ротора в центрифуге периодического действия осуществляется
при частоте вращения, мин-1: 1) 150; 2) 180; 3) 230; 4) 250.
150
5. Разделение утфелей промежуточных продуктов осуществляется в
центрифугах: 1) ФПН; 2) ФВИ; 3) НГЦ.
Глава 10. Оборудование для сушки
Оборудование предназначено для удаления влаги из песка, сахара-рафинада
и отжатого жома при помощи теплоносителя (подогретого воздуха или
топочных газов) с целью их лучшего сохранения и транспортабельности.
10.1. Сушильные установки для сахара-песка
Наибольшее применение получили одно- и двухбарабанные сушильные
установки (УСС, фирм БМА и «Буккау-Вольф»). Применяются также
однобарабанные слоевые аппараты с жалюзийной решеткой для поперечной
продувки воздухом слоя сахара (отечественные и фирмы «Дункан-стюарт»),
шахтно-ступенчатые аппараты фирм «Фив Лилль-Кай» и УКМАС и
камерные сушильно-охладительные аппараты с псевдоожиженным слоем.
10.1.1. Барабанные сушилки
Однобарабанная
сушильная
установка
УСС-30
(разработана
Гипросахаром) [1, с. 409] состоит из: корпуса, разделенного на две секции –
сушильную и охладительную (угол наклона к горизонтали 2018 ); двух пар
роликов для опоры бандажа корпуса; ротационного питателя; неподвижной
головки; ротационного затвора; калорифера; шиберов регулировки подачи
воздуха; привода.
Принцип действия. Влажный сахар через ротационный питатель поступает
через неподвижную головку во вращающийся корпус аппарата (n = 3,8 мин1
), где находится распределительная насадка. Сахар в первой секции
(сушильной) высушивается, а затем охлаждается во второй секции корпуса.
После чего высушенный и охлажденный сахар-песок удаляется из аппарата
через ротационный затвор. В сушильной части барабана воздух, подогретый
в калорифере, движется прямоточно с сахаром, а в охладительной –
холодный воздух противоточно. Количество поступающего воздуха
регулируется специальными шиберами. Отработанный воздух выводится из
корпуса через отверстия. В данной сушилке измельчение сахара составляет
около 19%, температура сахара на выходе – tвых. = 350С, влажность
высушенного сахара – 0,03-0,05%.
Двухбарабанная сушильная установка [1, с. 408] состоит из: сушильного и
охладительного барабанов; двух вентиляторов; приводов барабанов;
ковшового элеватора; циклона; калорифера; трубопровода для подачи
сахарного раствора; сепаратора магнитного; ленточного транспортера.
Принцип действия. Влажный сахар-песок поступает во вращающийся
сушильный барабан (n = 4 мин-1), герметически закрытый от окружающей
среды. С помощью вентилятора в барабан подается предварительно нагретый
в калорифере воздух противоточно перемещающемуся сахару (tвозд. = 1181200С). Высушенный сахар из сушильного барабана поступает в
151
охладительный барабан либо самотеком либо с помощью ковшового
элеватора. В охладительном барабане сахар перемещается противоточно
холодному воздуху, подаваемому с помощью вентилятора через открытую
часть барабана. Охлажденный сахар через ситчатый пояс поступает на
магнитный сепаратор, а затем транспортером подается в упаковочное
отделение. Влажность высушенного сахара-песка – 0,1%. Отработанный
воздух из сушильного и охладительного барабанов направляется в циклон.
Оба барабана приводятся во вращение от отдельных приводов через
наружные цилиндрические пары шестерен. Достоинство установки –
небольшой удельный расход тепла на 1 кг испаренной влаги, недостаток –
измельчение кристаллов сахара до 20%.
10.1.2. Сушильно-охладительный аппарат СПС-20-ВНИИСП [1, с. 419]
состоит из: сушильной и охладительной камер; аспирационных коллекторов;
патрубка для отвода отработанного воздуха; поддерживающих и
распределяющих решеток; шиберов; турникета; калорифера и шлюзового
затвора.
Принцип действия. Процесс сушки в аппарате происходит в кипящем или
псевдоожиженном слое, что позволяет значительно увеличить площадь
поверхности контакта сахара с сушильным агентом (сократить время
высушивания). Сахар-песок поступает в аппарат через шлюзовый затвор,
обеспечивающий герметичность аппарата, а затем перемещается вдоль
решетки сушильной камеры с помощью потока теплого воздуха, подаваемого
под решетку. Это позволяет поддерживать в камере вихревое состояние
сахара, способствующее интенсивной подсушке и перемещению его в
охладительную камеру, где масса сахара ожижается и течет вдоль решетки во
взвешенном состоянии. Из охладительной камеры сахар самотеком
транспортируется и удаляется из сушилки турникетом. Отработанный воздух
очищается от сахарной пыли в двух ступенях циклонов. Производительность
аппарата по высушенному сахару – G = 23 т/час; температура охлажденного
сахара – tохл. = 250С; измельчение сахара – 6-9%; влажность сахара на выходе
= 0,02-0,04%.
Расчет сушильных аппаратов для сахара-песка:
1) Количество удаленной влаги:
W
G1
1
100
2
, кг/с
(10.1)
2
где G1 – количество влажного сахара, кг/с; 1 – влажность поступающего в
сушилку сахара, %; 2 – влажность уходящего из сушилки сахара, %.
2) Количество поступающего в сушилку воздуха:
W 1 x1
L1
, кг/с
(10.2)
x2 x1
где х1 – влагосодержание воздуха на входе в сушилку, кг/кг; х2 –
влагосодержание воздуха на выходе из сушилки, кг/кг.
152
3) Расход тепла на сушку сахара:
Q = Qu + Qн + Qп, Дж
(10.3)
где Qu – расход тепла на испарение воды, Дж; Qн – расход тепла на
нагревание сахара, Дж; Qп – потери тепла в окружающую среду, Дж.
10.2. Сушильные установки для жома
Жом после диффузионных аппаратов содержит 5-7% сухих веществ и 9395% воды. Поэтому жом предварительно подвергается отжиму на прессах, а
затем высушивается в жомосушильных аппаратах. Для высушивания жома
применяют жомосушилки барабанного (сушилки ПСА-2 Гипросахпрома,
фирм УКМАС и «Фив Лилль-Кай», «Буккау-Вольф») и башенного типов. В
качестве типовой принят жомосушильный аппарат барабанного типа ПСА с
отдельной топкой с газовыми или газомазутными горелками.
Барабанная сушилка ПСА-2 (производительность по сырому жому G = 175
т/сут) [1, с. 427] состоит из: неподвижного корпуса; вращающегося корпуса
(n = 1,75 мин-1); шнека-смесителя; приводов аппарата и шнека-смесителя;
дымососов; царги.
Принцип действия. Отжатый жом и топочные газы поступают в царгу,
установленную на барабане, количество поступающего жома регулируется
шнеком-смесителем. Топочные газы и жом перемещаются внутри барабана в
одном направлении, при этом газы с высокой температурой (tг. = 7500С)
соприкасаются с влажным жомом и быстро охлаждаются. Благодаря
непрерывному испарению влаги из жома его температура в барабане не
превышает точку кипения воды при данном давлении, так как на испарение
влаги расходуется большая часть тепла газов. Жом, равномерно
распределяясь при помощи насадки по сечению барабана, перемещается к
подпорному устройству, откуда поступает на выгрузочный шнек, а далее, на
хранение или прессование. Влажность сухого жома – 12-14%. Отработанные
газы (tот. = 100-1200С) отсасываются дымососами и направляются в циклон
для улавливания частиц жома, уносимых газами, которые возвращаются на
выгрузочный шнек.
Расчет барабанных сушилок для жома:
1) Количество удаленной влаги определяют как при расчете сушильных
аппаратов для сахара-песка (см. формулу 10.1).
2) Объем жомосушильного барабана:
W
1
1
Gc
Vб
100
, м3
(10.4)
A
100 1 100
A
2
где W – количество удаляемой влаги, кг/ч; А – напряжение барабана по
влаге, кг/(м3 ч); Gс – количество абсолютно сухого материала, проходящего
через барабан, кг/ч, (Gс = const); 1 – влажность поступающего в сушилку
жома, %; 2 – влажность уходящего из сушилки жома, %.
3) Длительность сушки:
153
120
ср
1
2
, мин
(10.5)
А
200
1
2
где - коэффициент заполнения барабана; ср. – плотность жома, кг/м3.
4) Потребная мощность на вращение барабана:
N = 0,0013Dб2 Lб
n, кВт
(10.6)
где Dб и Lб соответственно диаметр и длина барабана, м; - удельный вес
жома, н/м3; - коэффициент мощности; n – частота вращения барабана, мин1
.
10.3. Сушильные установки для сахара-рафинада
Сушильные установки предназначены для высушивания литого и
прессованного рафинада. Применяются прямоточные, противоточные,
прямоточно-противоточные и кольцевые сушилки. Наиболее экономичными
по расходу тепла являются периодически действующие противоточные
туннельные сушилки и вакуум-сушилки с поперечной циркуляцией воздуха
(системы Гипросахара и «Буккау-Вольф»). В автоматических линиях для
изготовления прессованного сахара-рафинада применяются воздушные
сушилки непрерывного действия с цепными конвейерами.
Вакуум-сушлка периодического действия системы «Буккау-Вольф»
(производительность по рафинаду G = 20 т/сут) [1, с. 442] предназначена для
сушки рафинада с содержанием влаги 3-3,3% и состоит из: сварного корпуса;
крышки; жалюзийных стенок; поверхностей нагрева; трубопровода греющего
пара; пароструйного эжектора; вентиляторов с приводом.
Принцип действия. После заполнения сушилки вагончиками с сырым
рафинадом плотно закрывают дверь, включают вентиляторы и пускают пар в
подогреватели. Чтобы не допустить повышения температуры в сушилке
воздушный кран остается открытым. По достижении определенной
температуры закрывают воздушный кран и открывают вентиль на вакуумвоздушном трубопроводе предварительного разрежения. При остаточном
давлении Р = 0,021-0,034 МПа сушилку переключают на систему
окончательного разрежения, вентиляторы при этом не работают. Затем
сушилку отключают от конденсатора и переходят на пароструйный эжектор.
После окончания откачивания и впуска в камеру воздуха рафинад вновь
подогревают, после чего операции повторяют. При наличии в сушилке
второй двери перемещение сахара в ней осуществляется так же, как и в
туннельной сушилке. Общая продолжительность процесса высушивания =
6 часов. Достоинства сушилки: получается рафинад повышенной прочности,
обеспечивается высушивание продукта с повышенным начальным
содержанием влаги, исключается местный перегрев рафинада и улучшается
его качество.
Вопросы для самоконтроля по теме
154
1. Дайте классификацию сушильно-охладительных установок для сахарапеска и рафинада.
2. Каковы устройство и принцип действия двухбарабанной сушильноохладительной установки?
3. Каковы устройство и принцип действия установки для сушки сахара-песка
в псевдоожиженном слое?
4. Приведите классификацию жомосушильных аппаратов.
5. Каков принцип действия барабанной сушилки для жома?
6. Каковы устройство и принцип действия вакуум-сушилки для рафинада?
Тесты по теме
1. Направление движения сахара и воздуха в двухбарабанной сушилке:
1)
прямоточно; 2) противоточно; 3) поперечное.
2. Температура сахара на выходе из однобарабанной сушилки составляет: 1)
250С; 2) 300С; 3) 350С; 4) 420С.
3. Влажность сахара-песка на выходе из сушильно-охладительного
аппарата:1) 0,03%; 2) 0,1%; 3) 0,01%.
4. Измельчение кристаллов сахара в двухбарабанной сушильной установке
составляет: 1) 5%; 2) 15%; 3) 20%.
5. Температура газов в жомосушильном барабане: 1) 700 0С; 2) 7500С;
3)
0
0
780 С; 4) 810 С.
6. Длительность высушивания рафинада в вакуум-сушилке:1) 6 час.;
2)
7 час.; 3) 8 час.
Глава 11. Оборудование для прессования
Прессы в сахарном производстве применяются для отжатия и прессования
сырого жома, брикетирования высушенного жома и получения брусков
сахара-рафинада.
11.1. Прессы для предварительного отжатия жома
Прессы предназначены для отжатия сырого жома до содержания сухих
веществ СВ = 10 14%. Применяются наклонные и горизонтальные
шнековые прессы с одно- и двусторонним отжатием жома, которые имеют
принципиально
аналогичную
конструкцию.
Основной
недостаток
горизонтальных прессов -частичное смешивание отжатого жома с
отделяемой жидкостью. Этого недостатка лишены наклонные прессы,
которые приняты в качестве типовых.
Наклонный шнековый пресс ПСЖН-68 (G = 1200 т жома сутки) [1, с. 448]
состоит из: наклонного корпуса; сепаратора; шнека; регулирующего
устройства; привода вала шнека; дополнительной поверхности фильтрации.
Принцип действия. Свежий жом поступает в сепаратор, где от него
отделяется часть воды. Далее жом поступает в камеру пресса и перемещается
шнеком (n = 13 мин-1), где от него отжимается основное количество воды,
часть которой отделяется через цилиндрическое сито; другая часть через
155
сито на корпусе шнека направляется в полую часть вала и через специальные
отверстия удаляется из пресса.
Отжатие воды осуществляется за счет уменьшающегося объема камер шнека
в направлении перемещения жома. Время нахождения жома в прессе и
степень отжатия воды (до 12
14% сухих веществ) регулируются
специальным устройством.
11.2. Прессы для прессования сырого жома
Прессы предназначены для отжатия жома до содержания сухих веществ СВ =
20 25%. Применяются вертикальные (ПВЖ-60 и фирмы «Буккау-Вольф») и
горизонтальные (системы «Stord») прессы.
Вертикальный пресс ПВЖ-60 (G = 1200 т/свеклы в сутки) [1, с. 451]
состоит из: чугунной плиты; кожуха; привода вала; приемной воронки;
цилиндрического разъемного сита с коническими отверстиями; трубопровода
пара; вала со шнековыми лопастями; контрлопастей; подвижного
конического сита; скребков для удаления жома.
Принцип действия. Жом, подлежащий прессованию, поступает в приемную
воронку и верхними лопастями шнека направляется вниз (частота вращения
вала n = 4 мин-1), в пространство с меньшим поперечным сечением, где и
происходит отжатие воды от жома. Часть отпрессованной воды выходит
через отверстия цилиндрического сита, а часть – через полый вал. После чего
отпрессованная вода по каналу направляется на диффузионную установку.
Отжатый жом, выходящий через щель, образованную коническим и
цилиндрическим ситами, выводится наружу при помощи скребков. Зазор
между цилиндрическим ситом и шнековыми лопастями должен быть не
более 2 мм.
Производительность прессов по жому:
G = F t (n / 60)
, кг/с
(11.1)
2
где F – площадь кольцевого выходного отверстия, м ; t – шаг наклонного
витка, расположенного в выходной щели, м; n – частота вращения вала
шнека, мин-1; - плотность отжатого жома, кг/м3; - отношение площади,
занятой прерывистыми витками шнека к площади винтовой поверхности, на
которой расположены прерывистые витки.
Мощность привода пресса:
N = (Nс + Nк + Nв + Nс.ж. + Nn) / пр, кВт
(11.2)
где Nс, Nк, Nв, Nс.ж., Nn – мощность, необходимая для преодоления сил трения
продукта соответственно по ситовому корпусу, поверхности корпуса,
поверхности витков шнека, для сжатия жома, перемещения жома, кВт; пр КПД привода.
11.3. Прессы для брикетирования сухого жома
Для брикетирования сухого жома применяются штемпельные и ротационные
(с цилиндрической или плоской матрицей) прессы.
156
Ротационный пресс с горизонтальной цилиндрической матрицей (G =
300 т жома/сутки) [1, с. 460] входит в состав установки для прессования и
охлаждения жома и состоит из: привода; цилиндрической матрицы с
круглыми отверстиями; лотка с круглыми отверстиями; двух прессующих
валков; лотка подачи жома; станины; рамы; крышки; механизма поворота
матрицы; лотка отвода гранул; ножей.
Принцип действия. Жом, подлежащий прессованию, по приемному лотку
поступает во внутреннюю часть матрицы, при вращении которой он
увлекается в клиновидный зазор между валками и матрицей и
выпрессовывается через отверстия матрицы. Ножи срезают гранулы, которые
по лотку направляются в охладительную башню, где они охлаждаются от t =
50 60 0С до температуры упаковки и хранения.
Секундная производительность ротационного пресса:
Gc
d2

4 60
k z n
, кг/с
(11.3)
где d – диаметр гранул, м; ℓ - длина гранул, м; - плотность гранул, кг/м3; k –
число отверстий в матрице; z – число прессующих валков; n – частота
вращения матрицы, мин-1; - коэффициент наполнения матрицы.
11.4. Прессы для сахара-рафинада
Прессы предназначены для получения сахара-рафинада в виде брусков из
рафинадной кашки с дальнейшим их раскалыванием на колочных машинах
на отдельные кусочки. Оборудование для получения прессованного сахарарафинада по конструкционному признаку классифицируется на дисковые
(карусельные) и ротационные (барабанные) прессы. В дисковых прессах в
зависимости от размера диска и числа одновременно прессуемых брусков
различают следующие модели: малая (система Шпилляса) – одновременно
прессуется 7 брусков; большая (система Монстр) – 8 брусков; со сдвоенными
матрицами – 14 18 брусков. Барабанные прессы применяются следующих
конструкций: фирмы «Chambon» и типа ПР-1 и ПР-2, разработанные
ВНИЭКИпродмашем.
11.4.1. Дисковый ротационный пресс [1, с. 467] состоит из следующих
основных узлов: набивной коробки для приема рафинадной кашки; диска с
матрицами и пуансонами; упора для прессования брусков рафинада;
механизма для подачи сахара в матрицы; механизма для сталкивания
отпрессованных брусков рафинада; механизма для подъема пуансонов;
механизма для поворота диска; привода; станины; транспортера отвода
брикетов.
Принцип действия. Стол пресса совершает вращательное движение в
горизонтальной плоскости, частота прессований – 24 32 в мин. Во время
одного оборота стол делает четыре остановки, при которых совершаются
следующие операции: I – пуансоны отведены вниз, и матрица заполняется
157
рафинадной кашкой; II – пуансон перемещается вверх, и происходит
формование брусков рафинада (размеры брусков – 23 х 23 х 184 мм); III –
бруски рафинада выталкиваются пуансонами из матрицы; IV – пуансон
очищается от остатков сахара и натирается мастикой.
Производительность пресса по рафинаду:
G
24 60 z n m
(100 в) 10
, т/сут
(11.4)
где z – число прессований в минуту; n – количество брусков в одной матрице;
m – масса бруска, кг; в – количество возврата при прессовании, сушке и
колке, % к массе рафинада; - эксплуатационный коэффициент, = 0,96.
11.4.2. Пресс с двусторонним прессованием сахара фирмы «Goka» (Gmax =
300 кг/ч) [1, с. 479] состоит из: вертикального вала с ротором; копиров;
нижних и верхних пуансонов; роликов; матрицы; привода вала (n = 6,5 мин1
); пальца; пружины; регулировочного винта; ножа.
Принцип действия. Рафинадная кашка подается в матрицу. В период
прессования ролик нижнего пуансона, обкатываясь по неподвижному
копиру, перемещает пуансон вверх. Ролик верхнего пуансона набегает на
палец и перемещается вниз. Усилие прессования зависит от усилия пружины,
которое регулируется винтом. После прессования верхний пуансон при
помощи ролика и верхнего копира поднимается, ролик нижнего пуансона
набегает на нижний копир и выталкивает кусочек сахара из ячейки матрицы.
Далее кусочки сахара-рафинада ножом направляются на распределительный
механизм. Размеры кусочков сахара – от 6 х 6 х 6 мм до 33 х 33 х 18 мм.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Приведите классификацию оборудования для прессования и дайте краткую
характеристику.
2. Каковы устройство и принцип действия наклонного шнекового пресса для
жома?
3. Каково устройство вертикального пресса ПВЖ-60?
4. Как определяется производительность и мощность привода прессов для
жома?
5. Каковы устройство и принцип действия дискового ротационного пресса
для рафинада?
Тесты по теме
1. Для предварительного отжатия жома применяют прессы: 1) ПВЖ-60; 2)
ПСЖН-68; 3) ротационный пресс.
2. Прессы для прессования сырого жома отжимают до содержания сухих
веществ: 1) 10%; 2) 20%; 3) 29%.
158
3. Производительность ротационного пресса для брикетирования сухого
жома, т/сут: 1) 300; 2) 200; 3) 500.
4. Гранулы после пресса для брикетирования сухого жома имеют
температуру: 1) 30 40 0С; 2) 35 40 0С 3) 40 50 0С.
5. Дисковые прессы большой модели для рафинада прессуют одновременно
число брусков: 1) 8; 2) 7; 3) 14; 4) 18.
Глава 12. Оборудование для выполнения финишных операций
12.1. Оборудование для фасовки, упаковки и хранения сахара-песка
12.1.1. Оборудование для фасовки и упаковки
Сахар-песок упаковывается в стандартные мешки по массе нетто – 5, 10, 25,
50 и 60 кг. Для фасовки и упаковки сахара-песка применяются
полуавтоматические бункерные весы ВПРВ-100-239.
Бункерные весы ВПРВ-100-239 (производительность до 200 мешков по 50
кг) [2, с. 330] состоят из: ковша с воронкой; систем рычагов и гирь; заслонок;
горловины; литого основания с верхней плитой; ленточного зажима.
Принцип действия. Мешок надевается на воронку ковша и затягивается
ленточным зажимом. Затем через систему рычагов открываются заслонки и
сахар-песок через горловину и ковш большим потоком поступает в мешок.
Под действием массы сахара, поступившего в мешок и под действием
регулятора плавности первая заслонка поворачивается против часовой
стрелки и закрывается. Сахар в мешок начинает поступать небольшим
потоком через окно в первой заслонке, начинается досыпка. При достижении
в мешке необходимой заданной массы закрывается вторая заслонка, при этом
поступление сахара в мешок полностью прекращается. Погрешность каждого
отвеса 0,25%.
Для зашивки мешков с затаренным в них сахаром применяются зашивочные
машины.
Зашивочная машина 33Е-М (производительность до 500 мешков в час) [2,
с. 332] состоит из: ленточного транспортера; станины; швейной головки;
приводов транспортера.
Принцип действия. Швейная головка зашивает горловину мешка во время
его непрерывного движения по транспортеру. Завертка фальца мешка и
заправка его под лапку швейной головки осуществляются во время движения
транспортера. Мешки зашиваются двухниточным цепеобразным швом, петли
которого образуются совместными движениями иглы и крючка-петлителя со
сложным пространственным движением. Для зашивки мешков используется
бечевка, обрезка ниток по окончании зашивки производится специальным
ножом, установленным на швейной головке.
Для мелкой фасовки обычного или рафинированного сахара-песка
применяются фасовочно-упаковочные автоматы непрерывного действия в
полиэтиленовые пакеты (0,5 и 1 кг) - автомат М1-АРЖ, в бумажные пакеты
(0,5 и 1 кг) – автоматы фирмы «Хессер».
159
Автомат М1-АРЖ [2, с. 334] состоит из следующих основных узлов:
механизма формования пакета; механизма дозирования сахара и конвейера
транспортировки готовых пакетов с сахаром.
Принцип действия. Автомат выполняет две основные операции: формование
пакета и дозировку сахара. Формирование пакета включает в себя
разматывание полиэтиленовой пленки с рулона, нанесение на пленку даты,
формирование пленки в рукав, сваривание шва в продольном направлении,
образование поперечного шва после наполнения пакета сахаром и обрезание
пакета. Перед фасовкой сахар из бункера подается в дозатор с шестью
парами телескопических мерных стаканов. Стаканы наполняются продуктом
под специальным туннелем, соединяющим бункер со стаканом. Когда
заполненный стакан находится над воронкой рукавообразователя, доза
сахара из стакана высыпается в воронку, а из нее через трубу заполняет часть
рукава с поперечным швом внизу. Заполненный, заваренный и отрезанный
пакет попадает на специальный конвейер, который перемещает его для
упаковки в короба или ящики.
12.1.2. Оборудование для хранения сахара-песка
Мешки с сахаром от зашивочной машины поступают на хранение в
штабелях. Для этих целей применяется, например, специальный комплекс
оборудования [2, с. 336] производительностью 1800 мешков/час массой 50 кг,
который включает в себя: стационарный ленточный конвейер КЛС-КГ,
передвижную сбрасывающую каретку КМ-2М, передвижной конвейер КЛП4М, разворотный конвейер КПР-65М, штабелеукладчик ШМПЛЦ
(формирует штабеля высотой до 9 м), консольный двухсекционный
вагонопогрузчик ВЛ-3 (производительностью 800 мешков/час).
Для бестарного хранения сахара-песка применяется силосный склад
(вместимость 5500 т).
Силосный склад бестарного хранения сахара-песка [2, с. 340] состоит из:
цилиндрического силоса; надсилосной галереи; ленточного конвейера;
промежуточного бункера; порционных весов; элеватора; транспортирующего
конвейера; элеваторной башни; пристройки для размещения сантехнического
и другого бытового оборудования.
Принцип действия. По реверсивному ленточному конвейеру через
промежуточный бункер сахар-песок поступает на порционные весы.
Взвешенный сахар направляется далее на элеватор, транспортирующий его
вверх. Высыпаясь из элеватора через желоб, сахар попадает на конвейер, а с
него поступает в силос на хранение.
12.2. Колочные машины для сахара-рафинада
Раскалывание брусков рафинада после ротационных дисковых прессов
осуществляется на колочных машинах рамного или гильотинного типов или
160
на машинах с вращающимися ножами. Наибольшее распространение
получила цепная колочная машина гильотинного типа.
Цепная колочная машина [1, с. 500] состоит из: стола; привода коленчатого
вала; планок; ножей; вибролотка; коленчатого вала; стола для упаковки
рафинада; металлического полотна.
Принцип действия. Высушенные и охлажденные бруски сахара-рафинада
вместе с планками подаются на стол машины. После чего бруски сахара
вручную сбрасываются на металлическое полотно, откуда они планками,
прикрепленными к ролико-втулочным цепям, подаются на колку. По ширине
машины размещается 24 бруска рафинада. Колка осуществляется ножами
гильотинного типа, число ударов ножей в минуту – 120 160.
Ножи получают возвратно-поступательное движение в вертикальной
плоскости при помощи двух пар шатунов. В период перемещения цепи ножи
расходятся, а колка сахара осуществляется в момент остановки цепи. Ножи
погружаются в брусок сахара с обеих сторон на 0,75
1 мм. После
раскалывания каждый четвертый брусок проваливается в отверстие,
поступает на вибролоток и затем на упаковку. Ручная упаковка остальных
кусков производится на столах, имеющих козырьки.
Производительность колочной машины по рафинаду:
G
24 60 S в h n
(100 а)
, т/сут
(12.1)
где S – шаг перемещения цепи, м; в – ширина бруска сахара, м; h – высота
бруска сахара, м; n – количество брусков, параллельно уложенных в одну
секцию станка, шт;
- плотность рафинада, кг/м3;
- коэффициент,
учитывающий степень заполнения секций станка брусками,
= 0,85; эксплутационный коэффициент, = 0,95; а – количество брака при колке, а =
3%.
12.3. Поточные линии для сахара-рафинада
На сахаро-рафинадном производстве применяются:
1) комплексно-механизированные линии ПСА с автоматом КЛ и ПСА с
линией ПЛР; линии с прессово-сушильным агрегатом системы «Heveller»
(ФРГ); линии для колки и упаковки рафинада в пачки массой 0,5 и 1 кг
фирмы «Hesser» (ФРГ).
2) автоматические линии – фирмы «Chambon»; отечественная А1-ПЛП
конструкции ВНИЭКИпродмаш; фирмы «Goka» (Нидерланды); фирмы «АО
Svenska Socherfabriks CCA» (Швеция).
Комплексно-механизированная линия ПСА-ПЛР (производительностью
G = 32 пачки в минуту) [1, с. 482, 488] состоит из: прессово-сушильного
агрегата ПСА и линии ПЛР для колки и фасовки сахара-рафинада в пачки
массой 1 кг.
Прессово-сушильный агрегат ПСА [1, с. 482] состоит из: дискового пресса;
сушилки; вентилятора; калорифера; трубопровода и транспортера.
161
Принцип действия. Влажные бруски рафинада поступают из дискового
пресса со сдвоенными матрицами на верхнюю ветвь транспортера и
выталкиваются в верхнюю часть сушилки, где высушиваются воздухом,
нагретым в калорифере до температуры t = 80 85 0С. Отработанный воздух
по трубопроводу отводится в атмосферу через циклон или гидравлический
фильтр. В нижней части сушилки бруски высушенного сахара охлаждаются
воздухом, поступающим в калорифер. Перемещение воздуха снизу вверх
осуществляется вентилятором. Пресс и весь агрегат приводятся в движение
от общего электродвигателя. Цикличность движения транспортера
соответствует цикличности работы пресса (24 цикла в минуту). В сушилке
имеются для размещения брусков рафинада 43 подвесных вагончика. После
агрегата бруски рафинада подаются на линию ПЛР для дальнейшей колки и
фасовки.
Линия ПЛР [с. 488-489] состоит из: ленточного транспортера; подъемного
столика; толкателя; транспортера-питателя; колочно-упаковочного автомата;
автомата для заклеивания пачек; агрегата для упаковки пачек; автомата для
изготовления коробок; пульта управления.
Принцип действия. Бруски рафинада продвигаются транспортером ПСА и
собираются у неподвижного упора. Механический толкатель сталкивает
бруски на пластинчатый транспортер-питатель. Когда первый ряд брусков
поступает с транспортера на подъемный столик, транспортер за счет реверса
приводного электродвигателя подается на несколько миллиметров назад,
освобождая лежащие на подъемном столике бруски от давления
последующих рядов. Затем столик поднимается, а транспортер вновь
начинает движение вперед, первый ряд брусков на транспортере при этом
упирается в вертикальную плоскость отсекателями подъемного столика.
Когда столик остановится в крайнем верхнем положении, бруски
сталкиваются с него механическим толкателем на промежуточный
ленточный транспортер, передающий их к колочно-упаковочному автомату,
а столик опускается для приема очередной партии брусков. Бруски сахара
перемещаются до приемного толкателя и сдвигаются им на колочный
транспортер, на котором бруски перемещаются по столу автомата планками.
Проходя между колочными ножами, бруски раскалываются на отдельные
кусочки. Отдельные куски сахара в уплотненном состоянии вакуумприсосами укладываются в коробки, которые изготовляются из рулонного
материала на специальном автомате. К моменту укладки сахара подъемный
механизм с установленными на нем тремя коробками поднимается и
присосы, опускаясь, укладывают сахар в коробки, причем в первую
укладывается нижний слой сахара, во вторую - средний, в третью – верхний
слой. После очередного цикла движения качающийся транспортер подает в
первую позицию пустую коробку, во вторую – коробку с одним слоем
кусочков сахара, а в третью – с двумя слоями и отводит из третьей позиции
полностью заполненную сахаром коробку к автомату. Затем коробка
толкателем подъема пачек подается в формующую шахту автомата, где
162
производится загибание клапанов пачек и их заклеивание. Заклеенные пачки
направляются к агрегату линии для групповой упаковки пачек в крафтбумагу.
Вопросы для самоконтроля по теме
1. Что включает в себя оборудование для фасовки, упаковки и хранения
сахара-песка?
2. Опишите конструкцию силосного склада бестарного хранения сахарапеска?
3. Каковы устройство и принцип действия цепной колочной машины?
4. Дайте классификацию поточных линий для сахара-рафинада.
5. Каково устройство комплексно-механизированной линии ПСА-ПЛР?
6. Каков принцип действия прессово-сушильного агрегата ПСА?
7. Каков принцип действия колочно-упаковочной линии ПЛР?
Тесты по теме
1. Фасовка сахара-песка осуществляется на бункерных весах с погрешностью
отвеса: 1) 0,1%; 2) 0,2%; 3) 0,25%.
2. Сахар-песок фасуется на автомате М1-АРЖ в: 1) картонные коробки; 2)
бумажные пакеты; 3) полиэтиленовые пакеты.
3. Раскалывание брусков рафинада осуществляется на цепной колочной
машине ножами: 1) гильотинного типа; 2) вращающимися; 3) наклонными.
4. Количество брака при колке брусков рафинада: 1) 1,5%; 2) 2%; 3) 3%.
5. Цикличность движения транспортера в агрегате ПСА в минуту: 1) 15; 2)
20; 3) 22; 4) 24.
Перечень тем лабораторных работ
и практических занятий по дисциплине
Лабораторные работы
1. Определение расчетных параметров жидкостных сепараторов.
2. Определение расчетных параметров барабанного вакуум-фильтра.
3. Изучение процессов преддефекации и дефекации диффузионного сока.
Практические занятия
1. Материальный и тепловой балансы сахарного производства.
2. Основы расчета оборудования сахарного производства.
3. Расчет производительности и основных параметров диффузионных
аппаратов.
163
Ответы на тесты по темам
Глава 1: 1.1; 2.3; 3.2; 4.2; 5.3.
Глава 2: 1.2; 2.2; 3.2 и 3.4; 4.1; 5.1.
Глава 3: 1.3; 2.2; 3.1 и 3.3; 4.2; 5.3.
Глава 4: 1.3; 2.1; 3.2 и 3.3; 4.1; 5.4; 6.2.
Глава 5: 1.2; 2.3; 3.3; 4.2; 5.1.
Глава 6: 1.1; 2.3; 3.1; 4.2; 5.3; 6.3; 7.1 и 7.4; 8.3; 9.1 и 9.2; 10.3.
Глава 7: 1.3; 2.2; 3.3; 4.1; 5.3; 6.2 и 6.3.
Глава 8: 1.1 и 1.3; 2.3; 3.2 и 3.3; 4.4; 5.2; 6.2 и 6.4; 7.4.
Глава 9: 1.3; 2.2; 3.1; 4.3; 5.2.
Глава 10: 1.2; 2.3; 3.1; 4.3; 5.2; 6.1.
Глава 11: 1.2; 2.2; 3.1; 4.4; 5.1.
Глава 12: 1.3; 2.3; 3.1; 4.3; 5.4.
Тесты по дисциплине
1. Диффузионный сок получают в: 1) свекломойке; 2) диффузионном
аппарате; 3) центрифуге.
2. После выпарной установки сироп направляется в: 1) сатуратор;
2)
фильтр; 3) сульфитатор; 4) дефекатор.
3. Расход воды в гидротранспортере зависит от: 1) площади поперечного
сечения; 2) насыпной плотности свеклы; 3) скорости движения воды.
4. Уровень воды в моющей части свекломойки КМЗ-57М выше кулаков на: 1)
100 мм; 2) 300 мм; 3) 500 мм.
5. Производительность выбрасывающих и перебрасывающих ковшей
свекломойки рассчитывают по: 1) полной вместимости мойки; 2) частоте
вращения вала ковшей; 3) полной вместимости ковша.
6. Подвесной электромагнитный сепаратор располагают по отношению к
транспортируемому материалу: 1) под ним; 2) сбоку от него; 3) над ним.
7. Точность ленточных весов: 1) 0,2%; 2) 0,5%; 3) 1%.
8. Количество ножевых рам в свеклорезке СЦБ-16М: 1) 12; 2) 16; 3) 24.
9. В диффузионных аппаратах получают: 1) сироп; 2) сок; 3) утфель.
10. Процесс диффузии в колонном диффузионном аппарате осуществляется
при температуре: 1) 68 0С; 2) 72 0С; 3) 75 0С; 4) 78 0С.
11. Температура процесса горячей преддефекации: 1) 75 0С; 2) 85 0С; 3) 90 0С;
4) 100 0С.
12. Процесс основной дефекации длится: 1) 5 мин; 2) 10 мин; 3) 15 мин.
13. Сульфитация – это обработка: 1) углекислым газом; 2) известковым
молоком; 3) сернистым газом.
14. Температура в известково-газовой печи в зоне подогрева: 1) 300 0С; 2)
600 0С; 3) 500 0С; 4) 800 0С.
164
15. Производительность пескоотделителя рассчитывается по: 1) полезному
объему; 2) скорости движения песка; 3) плотности песка.
16. Производительность вакуум-аппарата периодического действия
определяют по: 1) времени варки; 2) вместимости аппарата; 3) температуре
процесса варки.
17. В вакуум-аппарате получают: 1) сок; 2) белый песок; 3) утфель;
4)
сироп.
18. Коэффициент заполнения кристаллизатора равен: 1) 0,8; 2) 0,7; 3) 0,9.
19. В центрифугах периодического действия образуется количество оттеков:
1) 2; 2) 1; 3) 3.
20. Влажность высушенного сахара после однобарабанной сушильной
установки: 1) 0,02%; 2) 0,05%; 3) 0,06%; 4) 0,03%.
21. Сушильный барабан в двухбарабанной сушилке вращается с частотой: 1)
2 мин-1; 2) 6 мин-1; 3) 5 мин-1; 4) 4 мин-1.
22. Прессы для предварительного отжатия жома отжимают до содержания
сухих веществ: 1) 8%; 2) 12%; 3) 15%; 4) 20%.
23. Прессы для жома ПВЖ-60 расположен: 1) горизонтально; 2) наклонно; 3)
вертикально.
24. Фасовка сахара-песка осуществляется по: 1) массе; 2) плотности;
3)
объему.
25. Производительность колочной машины определяется по: 1) массе бруска;
2) ширине бруска; 3) скорости перемещения бруска; 4) шагу перемещения
цепи.
4. Электронное учебно-методическое обеспечение дисциплины
- Вопросы для самоконтроля на дисках;
- Контрольные тестовые задания на дисках;
- Учебно-практическое пособие на дисках.
5. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения
текущего и промежуточного контроля знаний
1
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
165
Билет к зачету № 1
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1.
Машинно-аппаратурная
схема
участка
получения
извести,
известкового молока и сатурационного газа.
2.
Гидротранспортеры.
Классификация.
Назначение,
устройство,
принцип работы и методика расчета гидротранспортера.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 2
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-песка из свеклы.
2. Оборудование для мойки свеклы. Классификация. Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета свекломойки с постоянным
уровнем.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
166
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 3
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара – рафинада.
2. Оборудование для изрезывания сахарной свеклы. Классификация.
Назначение, устройство, принцип работы и методика расчета свеклорезок.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 4
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-песка из сырца.
167
2.
Оборудование
Классификация.
для
удаления
Назначение,
легких
устройство
и
и
тяжелых
принцип
примесей.
работы
ботвосоломоловушка СБГ – 1060.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 5
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка подготовки сахарной свеклы к
переработке.
2. Диффузионные аппараты. Классификация. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета диффузионного аппарата.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 6
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
168
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения диффузионного
сока.
2. Свекломойки с постоянным уровнем воды. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета свекломойки КМЗ – 57М.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 7
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка очистки и фильтрации
диффузионного сока.
2. Комбинированные свекломойки. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета комбинированной свекломойки СКД – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
169
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 8
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка выпаривания диффузионного
сока.
2. Центробежные свеклорезки. Назначение, устройство, принцип работы
и методика расчета свеклорезки СЦБ – 16М.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 9
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка уваривания и кристаллизации
утфелей I, II и II продуктов.
2. Дисковые свеклорезки. Назначение, устройство, принцип работы и
методика расчета дисковой свеклорезки с верхним приводом.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
170
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 10
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения белого сахара-песка.
2. Наклонные диффузионные аппараты. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета наклонного диффузионного аппарата
А1-ПДС-60.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 11
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка сушки сахара-песка.
2. Колонные диффузионные аппараты. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета колонного диффузионного аппарата КДА–25–
59М.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
171
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 12
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка прессования и сушки
свекловичного жома.
2. Аппараты для предварительной и основной дефекации
диффузионного сока. Классификация. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета преддефекатора системы Бригель-Мюллера.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 13
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
172
1.
Машинно-аппаратурная
схема
участка
получения
извести,
известкового молока и сатурационного газа.
2. Вакуум-фильтры. Классификация. Назначение, устройство, принцип
работы и основы расчета камерного вакуум-фильтра БШУ- 40.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 14
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема вакуум – фильтровальной установки с
отстойником.
2. Аппараты для предварительной и основной дефекации
диффузионного сока. Классификация. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета аппарата основной дефекации типа ОД – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 15
173
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-рафинада.
2. Аппараты I и II сатурации. Классификация. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета безбарботерного сатуратора типа 1С – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 16
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-песка из свеклы.
2. Оборудование для сульфитации сока и сиропа. Классификация.
Назначение, устройство, принцип работы и методика расчета оросительного
сульфитатора типа Р3 - ПСС – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
174
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 17
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара – песка из сырца.
2. Аппараты для фильтрации и осветления диффузионного сока и
сиропа. Классификация. Назначение, устройство, принцип работы и
методика расчета листовых фильтров типа ФиЛС.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 18
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка подготовки сахарной свеклы к
переработке.
2.
Известеобжигательные
печи.
Классификация.
Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета известеобжигательной печи
системы «Трубострой».
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
175
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 19
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения диффузионного
сока.
2. Фильтры периодического действия. Классификация. Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета дискового фильтра ФД-100.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 20
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка очистки и фильтрации
диффузионного сока.
176
2. Оборудование для удаления тяжелых примесей. Классификация.
Назначение, устройство, принцип работы и методика расчета ротационной
ковшовой камнеловушки ЛТП – 62.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 21
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка выпаривания диффузионного
сока.
2. Фильтры периодического действия. Классификация. Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета патронного фильтра ПФ –
20.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 22
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
177
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка уваривания и кристаллизации
утфелей I, II и II продуктов.
2. Оборудование для осветления сока I сатурации и сгущения осадка.
Классификация. Назначение, устройство, принцип работы и методика
расчета дискового сгустителя ДГС – 59.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 23
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения белого сахара-песка.
2.
Гравитационные
отстойники.
Классификация.
Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета отстойника Р3 – ПОС – 1,5.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
178
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 24
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка сушки сахара-песка.
2. Вакуум – фильтры. Назначение, устройство, принцип работы и
методика расчета бескамерного вакуум – фильтра фирмы БМА.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 25
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная
схема участка прессования
и
сушки
свекловичного жома.
2. Оборудование для удаления легких примесей. Классификация.
Назначение,
устройство,
принцип
работы
и
методика
расчета
ботвосоломоловушки ССП – 700.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
179
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 1
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1.
Машинно-аппаратурная
схема
участка
получения
извести,
известкового молока и сатурационного газа.
2.
Гидротранспортеры.
Классификация.
Назначение,
устройство,
принцип работы и методика расчета гидротранспортера.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 2
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-песка из свеклы.
2. Оборудование для мойки свеклы. Классификация. Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета свекломойки с постоянным
уровнем.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
180
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 3
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара – рафинада.
2. Оборудование для изрезывания сахарной свеклы. Классификация.
Назначение, устройство, принцип работы и методика расчета свеклорезок.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 4
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-песка из сырца.
181
2.
Оборудование
Классификация.
для
удаления
Назначение,
легких
устройство
и
и
тяжелых
принцип
примесей.
работы
ботвосоломоловушка СБГ – 1060.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 5
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка подготовки сахарной свеклы к
переработке.
2. Диффузионные аппараты. Классификация. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета диффузионного аппарата.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 6
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
182
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения диффузионного
сока.
2. Свекломойки с постоянным уровнем воды. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета свекломойки КМЗ – 57М.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 7
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка очистки и фильтрации
диффузионного сока.
2. Комбинированные свекломойки. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета комбинированной свекломойки СКД – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
183
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 8
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка выпаривания диффузионного
сока.
2. Центробежные свеклорезки. Назначение, устройство, принцип работы
и методика расчета свеклорезки СЦБ – 16М.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 9
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка уваривания и кристаллизации
утфелей I, II и II продуктов.
2. Дисковые свеклорезки. Назначение, устройство, принцип работы и
методика расчета дисковой свеклорезки с верхним приводом.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
184
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 10
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения белого сахара-песка.
2. Наклонные диффузионные аппараты. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета наклонного диффузионного аппарата
А1-ПДС-60.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 11
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка сушки сахара-песка.
2. Колонные диффузионные аппараты. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета колонного диффузионного аппарата КДА–25–
59М.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
185
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 12
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка прессования и сушки
свекловичного жома.
2. Аппараты для предварительной и основной дефекации
диффузионного сока. Классификация. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета преддефекатора системы Бригель-Мюллера.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 13
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
186
1.
Машинно-аппаратурная
схема
участка
получения
извести,
известкового молока и сатурационного газа.
2. Вакуум-фильтры. Классификация. Назначение, устройство, принцип
работы и основы расчета камерного вакуум-фильтра БШУ- 40.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 14
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема вакуум – фильтровальной установки с
отстойником.
2. Аппараты для предварительной и основной дефекации
диффузионного сока. Классификация. Назначение, устройство, принцип
работы и методика расчета аппарата основной дефекации типа ОД – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 15
187
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-рафинада.
2. Аппараты I и II сатурации. Классификация. Назначение, устройство,
принцип работы и методика расчета безбарботерного сатуратора типа 1С – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 16
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара-песка из свеклы.
2. Оборудование для сульфитации сока и сиропа. Классификация.
Назначение, устройство, принцип работы и методика расчета оросительного
сульфитатора типа Р3 - ПСС – 6.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
188
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 17
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема производства сахара – песка из сырца.
2. Аппараты для фильтрации и осветления диффузионного сока и
сиропа. Классификация. Назначение, устройство, принцип работы и
методика расчета листовых фильтров типа ФиЛС.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 18
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка подготовки сахарной свеклы к
переработке.
2.
Известеобжигательные
печи.
Классификация.
Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета известеобжигательной печи
системы «Трубострой».
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
189
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 19
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения диффузионного
сока.
2. Фильтры периодического действия. Классификация. Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета дискового фильтра ФД-100.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 20
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка очистки и фильтрации
диффузионного сока.
190
2. Оборудование для удаления тяжелых примесей. Классификация.
Назначение, устройство, принцип работы и методика расчета ротационной
ковшовой камнеловушки ЛТП – 62.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 21
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка выпаривания диффузионного
сока.
2. Фильтры периодического действия. Классификация. Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета патронного фильтра ПФ –
20.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 22
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
191
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка уваривания и кристаллизации
утфелей I, II и II продуктов.
2. Оборудование для осветления сока I сатурации и сгущения осадка.
Классификация. Назначение, устройство, принцип работы и методика
расчета дискового сгустителя ДГС – 59.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 23
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка получения белого сахара-песка.
2.
Гравитационные
отстойники.
Классификация.
Назначение,
устройство, принцип работы и методика расчета отстойника Р3 – ПОС – 1,5.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
192
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 24
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная схема участка сушки сахара-песка.
2. Вакуум – фильтры. Назначение, устройство, принцип работы и
методика расчета бескамерного вакуум – фильтра фирмы БМА.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИЙ И
УПРАВЛЕНИЯ
Билет к зачету № 25
по дисциплине «Оборудование отрасли (сахарных
предприятий)» для студентов 3с и 5п курсов спец. 260601 (1706)
факультета «Управления и информатизации»
1. Машинно-аппаратурная
схема участка прессования
и
сушки
свекловичного жома.
2. Оборудование для удаления легких примесей. Классификация.
Назначение,
устройство,
принцип
работы
и
методика
расчета
ботвосоломоловушки ССП – 700.
Билет рассмотрен и утверждён на заседании кафедры от 03.09.12 г. Протокол № 1
Зав. кафедрой
«Пищевые машины», проф.
Калошин Ю.А.
193
6. Материально-технические обеспечение дисциплины
Назначение лаборатории
Лаборатория предназначена для проведения лабораторных работ по
дисциплинам «Оборудование отрасли» и «Технологическое оборудование
отрасли».
Работы проводятся со студентами специальности:
260601 – «Машины и аппараты пищевых производств», 6-го курса
полного цикла обучения и 4-го курса сокращенного цикла обучения.
Занятия проводятся по группам не более 12 человек в объеме,
предусмотренном учебным планом.
Материальная база лаборатории.
№
Наименование и назначение
Тип,
марка
Кол-во
Дидактические
1
средства обучения:
- плакаты;
- методические документы (экз.)
Контролирующие
2
программы по 1 темам (экз.)
40
25
300
7. Инновационные методы образования
Внедряются активные методы обучения.
К АКТИВНЫМ МЕТОДАМ ОБУЧЕНИЯ ОТНОСЯТСЯ:
«Мозговой штурм»
(мозговая атака, брейнсторминг) - широко
применяемый способ продуцирования новых идей для решения научных и
практических проблем. Его цель — организация коллективной мыслительной
деятельности по поиску нетрадиционных путей решения проблем.
«Деловая
игра»
— метод
имитации
ситуаций,
моделирующих
профессиональную или иную деятельность путем игры, по заданным
правилам. Достижение цели происходит путем принятия групповых и
индивидуальных решений.
194
«Круглый стол» — это метод активного обучения, одна из организационных
форм познавательной деятельности учащихся, позволяющая закрепить
полученные ранее знания, восполнить недостающую информацию,
сформировать умения решать проблемы, укрепить позиции, научить
культуре ведения дискуссии.
«Кейс-метод» (кейсовый метод) - метод анализа конкретных ситуаций,
который научит студентов работать с большим количеством
информационного материала (сортировать его, выделять главное,
пользоваться знаниями для решения конкретных задач.
«Ролевой тренинг» является одним из наиболее эффективных методов
активного обучения. Более простой, чем другие игровые методы, он требует
значительно меньших затрат времени и сил на разработку и проведение
занятий. Тренинг в обучении – это многократные тренировки обучаемых с
целью отработки у них необходимых навыков и умений, а также важнейших
профессиональных качеств.
Проблемное обучение — такая форма, в которой процесс познания
учащихся приближается к поисковой, исследовательской деятельности.
Успешность проблемного обучения обеспечивается совместными усилиями
преподавателя и обучаемых. Основная задача педагога — не столько
передать информацию, сколько приобщить слушателей к объективным
противоречиям развития научного знания и способам их разрешения. В
сотрудничестве с преподавателем учащиеся «открывают» для себя новые
знания, постигают теоретические особенности отдельной науки.
Мозговой штурм (мозговая атака, брейнсторминг).
Сущность метода заключается в коллективном поиске нетрадиционных
путей решения возникшей проблемы в ограниченное время.
Целевое назначение:
– объединение творческих усилий группы в целях поиска выхода из сложной
ситуации;
– коллективный поиск решения новой проблемы, нетрадиционных путей
решения возникших задач;
– выяснение позиций и суждений членов группы по поводу сложившейся
ситуации, обстановки и т. п.;
– генерирование идей в русле учебной, методической, научной проблемы.
В общем случае методика организации и проведения «мозговой атаки»
может включать в себя следующие этапы:
1. Формирование (создание) проблемы, ее разъяснение и требования к ее
решению.
2. Подготовка обучаемых. Уточняются порядок и правила проведения атаки.
При необходимости создаются рабочие группы (по четыре–шесть человек) и
назначаются их руководители.
3. Непосредственно «мозговая атака» (штурм). Она начинается выдвижением
обучаемым предложений по решению проблемы, которые фиксируются
преподавателем, например на классной доске. При этом не допускаются
195
критические замечания по уже выдвинутым решениям, повторы, попытки
обосновать свои решения.
4. Контратака. Этот этап необходим при достаточно большом наборе
решений (идей). Путем беглого просмотра можно определить методом
сравнений и сопоставлений невозможность одних решений, наиболее
уязвимые места других и исключить их из общего списка.
5. Обсуждение наилучших решений (идей) и определение наиболее
правильного (наиболее оптимального) решения.
Это коллективный метод решения задач, поэтому срабатывает системный
эффект - увеличивается сила решений от объединения усилий многих людей
(эффект "коллективного" ума) и возможности развивать идеи друг друга.
Деловая игра – это в определенном смысле репетиция будущей
профессиональной деятельности. Она дает возможность проиграть
практически любую конкретную ситуацию в лицах, что позволяет лучше
понять психологию людей, встать на их место, понять, что ими движет в тот
или другой момент реального события.
В системе активного обучения обычно используются четыре модификации
деловой игры:
– имитационные;
– операционные;
– исполнение ролей;
– метод инсценировки;
Подготовка деловой игры начинается с разработки сценария.
В его содержание входят:
– учебная цель занятия;
– описание изучаемой проблемы;
– обоснование поставленной задачи;
– план деловой игры;
– общее описание процедуры игры;
– содержание ситуации и характеристик действующих лиц. Как правило,
каждая игра включает несколько этапов: подготовительный, вводную часть,
собственно деловую игру, анализ результатов, подведение итогов, в
комплексных деловых играх характерны три этапа: подготовительный,
основной и заключительный.
КОНСТРУИРОВАНИЕ ДЕЛОВЫХ ИГР
При конструировании игры предполагается организация совместной
деятельности игроков, имеющая характер ролевого взаимодействия в
соответствии с правилами и нормами. Достижение цели происходит путем
принятия групповых и индивидуальных решений.
Игра строится как скрытый диалог смыслов.
Ситуация должна предполагать неоднозначность решений, содержать
элемент неопределенности, что обеспечивает проблемный характер игры и
личностное проявление игроков. Прямая формулировка проблемы или
196
указание на нее недопустимы. В конструкции игры необходимо заложить
возможность каждому игроку принимать решения и обеспечить осознание
этого участниками.
Игра будет нежизнеспособной, если плохо продумана последовательность
действий и взаимосвязи участников. Можно выделить следующие этапы
разработки игры:
1. Проблематизация и тематизация.
2. Определение типа по назначению (для обучения, в исследовательских
целях, для принятия решений).
3. Выделение целей конструирования.
4. Анализ главных закономерностей – связей, отношений, в моделируемой
деятельности, исходя из проблемы, лежащей в основе игры.
5. Выделяются игровые единицы и функции. На основе этой работы
создается сценарный план, и продумываются игровые события.
6. Создается перечень решений, которые могут принимать игроки. На данном
этапе определены основные точки, на которых базируется простая игра.
7. Детализация сценического плана, формирование влияния окружающей
среды.
8. Формулировка правил, распределение решений по игрокам.
Для представления игры необходимо подготовить методическую инструкцию
по проведению игры, ролевые инструкции игрокам и необходимый
справочный материал. Методическая инструкция по проведению игры
включает описание назначения и целей игры, структуры игрового коллектива
и функций участников, системы стимулирования, исходных данных,
процесса
игры
(этапы,
эпизоды),
направлений
возможного
усовершенствования и усложнения игры.
В ролевой инструкции важно предусмотреть средства, позволяющие
оптимизировать процесс идентификации игрока с ролью.
Метод «круглого стола»
Прежде всего «круглый стол» следует понимать как активную форму
занятий, направленную на совершенствование общения между участниками
семинара.
Целевое назначение метода состоит в:
– обеспечении
свободного,
нерегламентированного
обсуждения
поставленных вопросов (тем) на основе постановки всех участников в равное
положение по отношению друг к другу;
– системном, проблемном, междисциплинарном обсуждении вопросов с
целью видения разных аспектов проблемы.
Необходимыми атрибутами «круглого стола» являются:
– соответствующая подготовка помещения для его проведения:
симметричное расположение рабочих мест для того, чтобы участники
встречи могли видеть друг друга;
– введение в практику принципа «свободного микрофона»;
197
– создание и пополнение фонда вопросов, на которые должны ответить
участники «круглого стола»;
– наличие технических средств получения и обработки поступающей
информации (при необходимости).
Вариантами проведения «круглого стола» могут быть следующие:
1. Вариант «А»:
– краткое вводное слово ведущего;
– заслушивание кратких вводных сообщений участников «КС»;
– постановка перед участниками «КС» вопросов, поступивших из аудитории;
– развертывание дискуссии;
– выработка согласованных позиций по предмету обсуждения.
2. Вариант «Б»:
– блицопрос присутствующих в аудитории с целью согласования тематики и
порядка работы;
– уточнение порядка и характера работы;
– ответы по существу поставленных вопросов;
– заслушивание мнения выступающих из аудитории;
– нахождение истины в ходе дискуссионного обсуждения.
3. Вариант «В»:
– показ-предъявление проблемы (кино, фото и т. п.);
– представление участников «КС», заслушивание их суждений по поводу
предъявленной ситуации;
– подключение «свободного микрофона» с целью выяснения мнения
аудитории;
– дискуссирование;
– нахождение «точек соприкосновения» и выработка согласованной позиции.
В ходе проведения занятия данным методом необходимо разъяснять
участникам «КС» порядок решения проблемных вопросов, поступивших в
ходе занятия, сроков ответа на них.
В заключение подводится итог работы «КС», высказываются пожелания его
участникам и присутствующим.
Как видно, эффективность «круглого стола» по сравнению с традиционными
формами семинарских занятий значительно выше. В первую очередь
достигается хорошая обозримость учебной группы, у преподавателя
появляется возможность осуществления индивидуального подхода к
обучаемым, в результате возрастают интенсивность занятия, активность
обучаемых.
Кейс-метод
научит студентов работать с большим количеством
информационного материала (сортировать его, выделять главное,
пользоваться знаниями для решения конкретных задач). Учитывая темы,
входящие в образовательный стандарт изучения БЖД, мы выбрали кейсы
двух типов - обучающие и аналитические. При этом мы учитывали, что
аналитический тип кейса, построенный с использованием технологии
198
анализа функциональных ситуаций, находящихся в четко определенной
функционально-предметной области, предпочтительнее использовать при
изучении таких разделов БЖД как:
1.Противопожарная безопасность;
2.Чрезвычайные ситуации природного и техногенного характера;
3.Транспорт и его опасности.
Все выше сказанное нашло отражение в методической разработке занятия с
использованием кейс-метода по теме « Противопожарная безопасность».
Регламент проведения занятия:
1 часть - изучение основ противопожарной безопасности - работа с кейсом.
Подготовительный этап (внеаудиторный)
Преподаватель:
- готовит кейс;
- раздает материалы кейса студентам для домашнего изучения;
- дает рекомендации по использованию основной и дополнительной
литературы;
- дает необходимые консультации.
Студенты:
- изучают материалы кейса;
- изучают рекомендованную литературу;
- отвечают на поставленные вопросы.
Основной этап (аудиторный)
Первый:
- преподаватель знакомит студентов с регламентом занятия;
- студенты делятся на группы и начинают работу в «малых» группах обсуждают прочитанный материал, разбирают возникшие вопросы;
199
- преподаватель и студенты отвечают на сложные вопросы, вызвавшие
затруднения при обсуждении темы;
Второй:
- преподаватель раздает ситуационные задачи из кейса;
- студенты обсуждают задания (до 15 мин.);
- предложенные решения обсуждаются всей группой.
2 часть - изучение законодательной и правовой базы по противопожарной
безопасности.
Основной этап
Первый:
- вступительное слово преподавателя;
- студенты делятся на команды, которые получают для обсуждения один из
документов и две ситуационные задачи:
а) для решения одной необходимо знание обсуждаемого документа,
б) для решения другой -необходимы знания всех законодательных
документов по данной теме;
- команды представляют свои решения задач с обоснованием;
- результаты обсуждаются всей группой.
Итоговый этап
- преподаватель подводит итог работы группы с кейсом, выставляет
студентам оценки за участие в обсуждении и домашнюю работу.
- рефлексия: преподаватель предлагает закончить фразу «Самым важным из
изученного материала является...».
Ролевой тренинг
Является одним из наиболее эффективных методов активного обучения.
Более простой, чем другие игровые методы, он требует значительно меньших
затрат времени и сил на разработку и проведение занятий. Тренинг в
обучении – это многократные тренировки обучаемых с целью отработки у
200
них необходимых навыков и умений, а также важнейших профессиональных
качеств.
Назначение тренингов:
– отработка практических навыков и умений слушателей;
– выработка у них эмоционально-волевой устойчивости, внутренней
готовности и способности преодолевать трудности в решении
коммуникативных, психолого-педагогических, познавательных проблем;
– поддержание в рабочем состоянии профессиональных навыков и умений.
Основные условия успешности проведения тренингов:
а) четкое и ясное знание преподавателем индивидуальных особенностей
обучаемых;
б) глубокое понимание задачи и возможностей тренингов, приемов и
способов их организации;
в) умение правильно организовать тренировочную деятельность и регулярно
ее осуществлять;
г) соблюдение ряда обязательных условий: сначала отрабатывать точность, а
затем – скорость; постоянство тренировок; увеличение нагрузок и
вариантность упражнений; ясное понимание обучаемыми смысла тренировок
и задач, которые необходимо решить на каждом этапе, и др.
Рассматриваемый метод дает хорошие результаты при анализе отдельных
многоцелевых управленческих задач, которые решаются путем компромисса
между участниками, имеющими различные ролевые цели.
Проблемное обучение. Целью технологии проблемного обучения является
содействие:
- развитию у студентов критического мышления, опыта и инструментария
учебно-исследовательской деятельности, ролевого и имитационного
моделирования, возможности творчески осваивать новый опыт;
- поиску и определению студентами собственных личностных смыслов и
ценностных отношений.
Исходные идеи
1. Развитие авторской позиции студентов в образовательном процессе.
2. Безоценочный характер реакции на высказывания студентов в ходе
проблемного обучения.
3. Целостная включенность студентов в образовательный процесс.
Проблемная организация образовательного процесса может быть
осуществлена с меньшим или большим ролевым участием студентов в
проведении этого процесса. В соответствии с этим возможны варианты
организации образовательного процесса:
1. При первичном ознакомлении с новым учебным материалом следует:
а) создать проблемную ситуацию;
б) включить студентов в проблемную ситуацию и сформировать учебную
цель;
в) решить проблему;
201
г) проанализировать, обобщить и оценить работу по решению проблемы и
осуществлению учебной цели;
2. На этапе овладения новым учебным материалом (повторение,
закрепление, тренировка) надо:
а) создать учебную проблемную ситуацию и поставить учебную задачу;
б) осуществить данную задачу;
в) проконтролировать и оценить результаты учебной работы каждого
студента.
3. При анализе и обобщении изученного материала (темы или раздела
учебной программы) проблемная организация осуществляется аналогично
первому этапу.
4. При контроле и оценке результатов учебной работы студентов
необходимо:
а) проверить умения студента самостоятельно выявить связи и отношения
между изученными понятиями, сделать самостоятельные выводы;
б) проверить умения перенести изученные закономерности на новые области,
явления;
202
8. Ежегодные изменения и дополнения.
203