Ход выполнения работы. 1 Изучить правила эксплуатации гомогенизатора

1 Изучить правила эксплуатации гомогенизатора.

2 Ознакомиться с конструкцией и работой гомогенизаторов.

3 Установить конструктивные и технологические параметры гомогенизаторов.

4 Выполнить расчеты и сделать анализ.

Методические указания по выполнению работы

Лабораторную работу выполняют на лабораторном оборудовании кафедры.

1 Работу начинают с изучения правил эксплуатации гомогенизаторов.

2 Затем выполняют эскиз гомогенизатора с указанием основных узлов и деталей.

3 По техническому паспорту и измерениями определяют конструктивные, технологические параметры гомогенизатора и производят расчеты по вышеприведенным формулам. Полученные данные оформляют в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Конструктивные, технологические и расчетные параметры гомогенизаторов.

4 Используя данные по расчетным формулам, строим график теоретических кривых (рисунок 3.1), характеризующих влияние давления гомогенизации на производительность, на повышение температуры продукта, диаметр частицы продукта и потребную мощность.

Рисунок 3.1 - График теоретических зависимостей

Выводы:

Лабораторная работа № 4

Изучение оборудования производства сухих белковых

Кормовых продуктов

Цель работы: изучить устройство, принцип работы вакуум- выпарных аппаратов, вальцовой и распылительной сушилок, правила их эксплуатации, определить и рассчитать основные показатели оборудования, анализ работы оборудования.

Общие положения

Одним из основных процессов производства микробных белковых кормовых препаратов являются сгущение продукта выпариванием и его сушка.

Сгущение выпариванием осуществляется путем удаления влаги в виде пара при кипении продукта под вакуумом. Влажность готовых продуктов не должна превышать 10%. В целях снижения расхода пара на сушку сгущенную дрожжевую суспензию выпаривают до содержания сухих веществ 24…26% на вакуум-выпарных установках при температуре не более 80…85оС, сохраняющей высокое качество продукта (витаминов и во избежание пригорания к поверхности кипятильных труб).

Сушильные установки, применяемые в биотехнологическом производстве, подразделяют на распылительные и вальцовые. Вальцовые сушилки применяют преимущественно при сушке пастообразных биомасс.

Содержание сухих веществ 12,5…25%. Сгущенная биомасса нагревается за несколько минут до 100⁰С. Влажность сухого продукта составляет 8…10%.

Для анализа работы вакуум-выпарной установки, представляющей собой теплообменник, в котором происходит кипение продукта и удаление вторичных паров, наибольший интерес представляет материальный баланс, расход греющего пара и коэффициент испарения.

Рассмотрение их позволяет оценить интенсивность и эффективность процессов сгущения микробных белковых кормовых препаратов и установить факторы, от которых они зависят.

Уравнение материального баланса при выпаривании имеет вид

где, G₁, G₂ – количество исходного и готового продукта, кг;

W – количество влаги, подлежащее выпариванию, кг;

S₁, S₂ – массовая доля сухих веществ в исходном и готовом продуктах, %;

Из уравнения можно определить количество испаренной влаги:

Концентрация сухих веществ S₂ в готовом продукте

.

Расход греющего пара (кг)

,

где i₁, i₂ – энтальпия греющего и вторичного пара, Дж/кг;

с₁, с₂ – удельная теплоемкость исходного продукта до и после процесса, Дж/(кг·К);

t₁, t₂ – начальная и конечная температуры продукта, ⁰С;

t_конд – температура конденсата, ⁰С;

c_конд – теплоемкость конденсата, Дж/(кг·К).

Коэффициент испарения α_uпоказывает отношение количества теплоты, отдаваемой 1 кг греющего пара, к количеству теплоты, затрачиваемой на образование 1 кг вторичного пара:

С увеличением α_uповышается эффективность работы вакуум-аппарата.

Сушильные установки, применяемые в биотехнологическом производстве подразделяют на установки для сушки жидких препаратов на вальцовые и барабанные, распылительные дисковые и ленточные; для сушки твердых препаратов - барабанные и ленточные.

При эксплуатации вальцовых сушилок возникает необходимость в расчете их производительности по испаренной влаге и определение тепла и пара, продолжительности сушки и толщины пленки. При расчетах вальцевых сушилок необходимо знать температуру испарения продукта на вальцах, которую измерить сложно, особенно температуру сушки. В связи с этим для упрощения расчетов допускают, что температура кипения исходного продукта равна температуре испарения влаги из продукта.

Температуру готового продукта принимают на 5-6⁰С меньше температуры поверхности вальцов, которую считают на 5-8 ⁰С ниже температуры греющего пара.

Из уравнения материального баланса вальцовых сушилок определяют количество испаренной влаги, кг:

M₁S₁=(M_r – W)S₂ = M₂S₂,

где, М₁ – количество исходного продукта, кг;

М₂ - количество готового продукта, кг;

S₁ - содержание сухих веществ в исходном продукте, %;

S₂ - содержание сухих веществ в готовом продукте, %;

Один из основных показателей работы сушилки – напряженность по испаренной влаге определяют по формуле

,

где Т- напряженность поверхности нагрева сушилки, (кг/м²);

F- рабочая поверхность нагрева сушилки, м²;

Z- продолжительность сушки, ч.

Продолжительность нахождения продукта на вальцах или длительность сушки на вальцовых сушилках

,

где Z- длительность сушки, с;

φ- угол, пройденный частицей высушиваемого продукта за время сушки на вальцах, рад;

ω- угловая скорость движения вальцов, рад/с;

ℓ- путь, пройденный высушиваемой частицей по окружности, м;

n_в- частота вращения вальцов, мин ^{- 1} (с^-1);

R- радиус барабана, м.

Необходимую частоту вращения вальцов сушилки (с ^{- 1}) устанавливают по формуле

Потребляемая мощность при работе вальцовой сушилки определяют:

где N_в– мощность, потребная на вращение вальцов,кВт;

ν- окружная скорость вращения вальцов, м/с;

Р - сила, необходимая для снятия пленки шириной 1см (для микробных белковых препаратов Р=3,64 - 4,5 кг/см);

L - суммарная длина ножей, см;

μ - коэффициент трения между ножами и поверхностью вальцов (μ=0,1…0,2);

α - угол наклона ножа (угол между ножом и касательной к окружности вальца, проведенной в точке прикосновения ножа к вальцу);

η_м - коэффициент полезного действия приводного механизма (η_м=0,8…0,85).

При распылительной сушке продукт распыляется и высушивается в атмосфере горячего воздуха. Обезвоживание продукта происходит в результате испарения влаги с поверхности в виде мельчайших капель. Основные расчеты и анализ устройств для распыления продукта в сушильной башне включают определение диаметра и количества капелек при распылении, скорость движения воздуха и мощность, затрачиваемую на работу диска.

Диаметр капелек d (м) определяют:

,

где, n- частота вращения диска, мин^-1;

α- поверхностное натяжение продукта, кг/м;

R- радиус диска, м;

ρ- плотность жидкости, кг/м³.

Количество капелек К (шт), образовавшихся в процессе распыления, при условии, что они одинакового диаметра, определяют по формуле

,

где М- производительность сушилки по исходному продукту, кг/ч;

Скорость движения воздуха ν_в(м/с) в сушильной башне определяют по формуле

,

где W_и- производительность сушилки по испаренной влаге, кг/ч.

При дисковом распылении мощность, затрачиваемую на работу диска, определяют:

,

где, N- мощность, кВт;

ν_окр- окружная скорость вращения диска, м/с;

d- диаметр диска, м;

G- производительность сушилки по исходному продукту, кг/ч.

Поиск по сайту: