Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 1

Подождите немного. Документ загружается.

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных

неоднородных пищевых сред

381

Одним

из недостатков отстойников такого

типа

является неравномерная загрузка

секций осадком. Это связано с двухступенчатым осаждением осадка: осадок уплотня-

ется в рабочем ярусе, а затем сталкивается в нижележащий ярус для окончательного

уплотнения.

При движении в камеру окончательного уплотнения осадок проходит

через

слой

движущегося сока и несколько теряет достигнутую ранее плотность.

Техническая характеристика отстойника

системы

Чугунова

Производительность,

т/сут

ООО

Площадь

осаждения, м

Число

ярусов, шт 5

Полезная

вместимость, м

140

Габаритные размеры, мм 5900x5900x6880

Масса,

кг 22 400

Гравитационный

отстойник

РЗ-ПОС-1,5 (рис. 13.11) представляет собой вер-

тикальный цилиндрический корпус 22 диаметром 5,5 м с коническим днищем 2 и

крышкой 15. Внутри корпуса установлены вертикальные перегородки 21, разде-

ляющие

отстойник на пять изолированных рабочих ярусов 20 высотой 800 мм и

вместимостью 18 м

каждый. Верхний шестой ярус 17 является подготовительным.

По

вертикальной оси отстойника проходит трубовал 9, который вращается с

помощью

привода, состоящего из червячной

пары

10, редуктора 11, передачи 12 и

электродвигателя 13. К трубовалу приварены питатели 5, через которые нефильтро-

ванный сатурированный сок поступает в

каждый

из пяти ярусов, а

также

сгребаю-

щие устройства 4, служащие для подачи осадка к центру - в грязевые камеры 1.

Трубы

3 служат для отвода осадка из грязевых камер отстойника, а коллекторы 6 с

отверстиями в нижней части - для отвода осветленного сока в наружные коллекторы

19. Отстойник снабжен люками 7 для осмотра и очистки, а

также

патрубками 18 - для

входа сока, 23 - для выхода сгущенной суспензии и 27 - для выхода

декантата.

верхнем ярусе отстойника расположен паровой барботер 16, представляющий собой

кольцевую

трубу с отверстиями для прохода

пара

и предназначенный для гашения

образовавшейся пены.

Короб

25 с патрубком 26 предназначен для отвода избытка

пены.

Нефильтрованный сок через патрубок 18 и коллектор 24 поступает в верхний

подготовительный

ярус 17 отстойника. Этот ярус предназначен для отделения

газа

воздуха, а

также

отделения и гашения пены. В верхней части подготовительного яруса

вследствие установленной здесь переливной трубы образуется свободный объем для

пены. Труба имеет гидравлический затвор, предотвращающий сброс через нее пены.

Отделенная пена лопастью 14 сбрасывается в пеноотводящий короб 25 и удаля-

ется из отстойника через патрубок 26. Нефильтрованный сок из подготовительного

яруса поступает через окна 8 внутрь трубовала 9 и, двигаясь вниз, распределяется по

ярусам отстойника при помощи питателей 5, затем поступает в нижерасположенный

ярус через отверстия в днище грязевой камеры верхнего яруса.

Находясь определенное время в ярусах отстойника, сок отстаивается. Декантат от-

бирается из верхней части каждого яруса при помощи коллекторов 6 и выводится из

отстойника через патрубки 27. В свою очередь, к последним присоединяются стояки, по

которым сок поступает в контрольный ящик, а из него - на дальнейшую переработку.

Рис.

13.11 Гравитационный отстойник РЗ-ПОС-1,5

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных

неоднородных пищевых сред

383

Осевший на конические перегородки 27 осадок плотностью 1120... 1200 кг/м

сгребается устройствами 4 в грязевые камеры 1, из которых в виде сгущенной

сус-

пензии через трубы 3 и патрубки 23 отводится в контрольный

ящик

сгущенной

сус-

пензии, а оттуда - на вакуум-фильтры.

отстойнике РЗ-ПОС-1,5 с целью

более

равномерного распределения осадка

вал состоит из труб разного сечения: чем выше ярус, тем меньше сечение трубы,

направляющей исходный сок из подготовительного яруса в рабочие. Такое устрой-

ство распределительного вала позволяет направлять сок из подготовительного яруса

по

всем рабочим ярусам с одной и той же концентрацией твердых частиц, что

обес-

печивает одинаковую скорость осаждения во всех ярусах отстойника, а следова-

тельно,

и равную производительность всех ярусов.

Осадок из нижних частей всех секций по отдельным трубам отводится в кон-

трольный

ящик

сгущенной суспензии, а оттуда - на вакуум-фильтры. Таким обра-

зом,

каждый

рабочий ярус отстойника является одновременно и камерой осветле-

ния, и камерой уплотнения осадка.

Загрузка

секций в таком отстойнике одинакова.

Благодаря меньшему времени пребывания сока (70.. .80 мин) и меньшему удельному

объему

этого отстойника

нарастание

цветности сока в нем меньше, чем в двухсту-

пенчатом отстойнике. Осветленный сок (декантат) в этом отстойнике при перера-

ботке

кондиционной свеклы получается практически без мути, что позволяет ис-

ключить

контрольное фильтрование. Для хорошей работы отстойников необходимо

обеспечить

равномерное поступление сока первой сатурации. При наличии несколь-

ких отстойников сок между ними необходимо распределять равномерно. Изменени-

ем

количества отбираемого осветленного сока регулируют его чистоту. Сгущенную

суспензию

необходимо отбирать равномерно.

достоинствам отстойников относятся простота обслуживания и отсутствие

необходимости

в фильтровальной ткани.

Недостатки гравитационных отстойников: они громоздки и занимают много

производственной площади; сок в них пребывает продолжительное время, что

обу-

словливает

повышение цветности сока;

декантат

при переработке порченой свеклы

содержит много мути, трудно отфильтровывающейся на контрольных фильтрах.

Техническая характеристика гравитационного отстойника РЗ-ПОС-1,5

Производительность,

т/сут 1500

Полная

вместимость, м

130

Рабочая вместимость, м

107

Площадь

осаждения, м

118

Число

ярусов, шт 5

Установленная мощность, кВт 2,2

Частота

вращения

трубовала, с

0,001

Габаритные размеры, мм 7840x6620x5500

Масса,

кг 22 300

Автоматическая центрифуга циклического

действия

ФПН-1251Л-02 (рис. 13.12)

состоит

из ротора 72, подвешенного на валу 6 в верхней опоре, пятискоростного

асинхронного электродвигателя 3, механизма среза 2, устройства для промывки 7,

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

Рис.

Подвесная центрифуга

подвесной головки 5, пульта

управления 7, распределительно-

го

диска

10, кожуха 11, станины

13, трубы для подвода воды 15,

патрубка для отвода образовав-

шихся паров 16, трубы для под-

вода

пара

17 и пневмоцилиндра

заслонки лотка 20.

Работает центрифуга

сле-

дующим

образом. При достиже-

нии частоты вращения ротора

23 с

-1

открывается шиберная за-

слонка утфелераспределителя и

утфель

по

лотку

19 поступает в

ротор центрифуги.

После

загруз-

ки ротора до заданного объема

датчик

9 загрузки утфеля дает

команду на закрытие шиберной

заслонки. Затем электродвигатель

набирает максимальную частоту

вращения 150 с" , при которой

происходит фуговка утфеля, ре-

гулируемая

реле

времени.

По

окончании фуговки вклю-

чается электромагнитный клапан,

и вода поступает в устройство для

промывки

сахара.

Одновременно

сегрегатор 18 переключается на

отвод

белой

патоки.

После

промывки и пропарки

сахара

происходит переключение

электродвигателя на меньшую

скорость,

и центрифуга начинает

тормозиться. При частоте враще-

ния 5 с

включается механиче-

ский тормоз 4 и электродвига-

тель

выключается, а затем пере-

ключается на обратное вращение

ротора.

При

достижении ротором

частоты вращения 7... 10 с

под-

нимается запорный конус 14 и к

слою

сахара

пневмоцилиндром 8

подводится нож. По вертикали

нож перемещается от электро-

двигателя. По окончании вы-

грузки механизм среза занимает

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных

неоднородных пищевых сред

385

первоначальное положение, запорный конус опускается, сита промываются водой и

начинается следующий цикл работы.

Техническая характеристика автоматической центрифуги ФПН-1251Л-02

Максимальная загрузка, кг 660

Внутренний диаметр ротора, мм 1250

Внутренняя высота ротора, мм 800

Максимальная вместимость ротора, м

445-10"

Рабочая частота вращения, с

-1

105; 157

Минимальный

цикл работы, мин 3

Наибольший

фактор

разделения 1560

Габаритные размеры, мм 2250x2060x4800

Масса

без электродвигателя, кг

3650

Сепаратор

Г9-КОВ

(рис. 13.13) предназначен для очистки плодоовощных со-

ков. Он относится к сепараторам тарельчатого

типа

в полузакрытом исполнении с

периодической выгрузкой осадка.

Сепаратор

Г9-КОВ

со- ^qq

стоит из литой чугунной

станины 1, горизонтального

вала 2, тахометра 3, гидро-

узла

4, приемника шлама 5,

приемно-отводящего уст-

ройства 7, барабана 6,

крышки 8 и подъемника.

Внутри

станины размещены

горизонтальный вал 2, вер-

тикальный вал 10 и тахо-

метр 3. Станина имеет люк

для

осмотра зубчатой

пары

закрывается

крышкой, на

которой монтируется тахо-

метр для контроля числа

оборотов

горизонтального

вала. Горизонтальный вал

соединен с валом электро-

двигателя центробежной

фрикционной муфтой. В его

средней части имеются две

шестерни. Одна

нарезана

на

валу

и входит в зацепление

с шестерней вала тахометра.

Вторая крепится с помощью

шпонки и входит в зацепле-

Рис.

13.13 Сепаратор

Г9-КОВ

для очистки плодоовощных соков

Зак.

624

386

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

ние с винтовой шестерней на вертикальном валу 10. На валу 10 крепится барабан 6,

который является основным рабочим

узлом

сепаратора. В нем происходит очистка

плодоовощных

соков от примесей под действием центробежных сил.

Барабан

сепа-

ратора

состоит из основания, крышки, тарелкодержателя с пакетом тарелок,

боль-

шого

затяжного кольца, крышки напорной камеры,

малого

затяжного кольца и кла-

панов слива и разгрузки.

Центробежная

фрикционная

муфта состоит из диска, размещенного на валу

электродвигателя, и закрепленных шарнирно на диске колодок, опорные поверхно-

сти которых, откидываясь при вращении электродвигателя, прижимаются к внут-

ренней поверхности

бандажа

и постепенно увлекают его за

собой.

Вертикальный вал устанавливается в верхней и нижней опорах. Верхняя опора

имеет шесть пружин, радиально расположенных вокруг подшипника, чем обеспечи-

вается^упругость, необходимая для осуществления плавного перехода через крити-

ческую

частоту вращения и для компенсации дисбаланса. Под радиально-упорным

подшипником нижней опоры находится винтовая пружина.

станине крепится приемник шлама, имеющий сборники шлама и буферной во-

ды.

Приемник шлама 5 предназначен для отвода осадка, выбрасываемого из барабана 6,

также

для размещения в

ванне

9 слива межтарелочной жидкости и отвода буферной

воды. В чаше приемника шлама расположен гидроузел, служащий для регулирования

подачи буферной воды в соответствующую полость барабана 6, а на наружном флан-

це приемника находится подъемник, необходимый при монтаже тяжелых частей сепа-

ратора.

Для ускорения остановки сепаратора предусмотрен тормоз. В основании по

окружности барабана равномерно размещены отверстия для выброса осадка из грязе-

вого

пространства барабана. При работе барабана эти отверстия перекрываются

коль-

цевой кромкой поршня, плотно прижимающегося к уплотнительному кольцу под дей-

ствием гидростатического давления жидкости под поршнем. Осветленный сок посту-

пает через отверстия в верхней части крышки барабана в полость напорной камеры, а

затем напорным диском выводится из сепаратора.

Техническая характеристика сепаратора приведена в табл. 13.1.

Сепаратор-кларификатор ВСМ (рис. 13.14) предназначен для тонкого освет-

ления

различных пищевых суспензий: соков, морсов, мелассы.

Сепаратор состоит из станины 5, приводного механизма, барабана 4, приемно-

выводного устройства 2 и тахометра.

верхней части станины 5 крепится барабан 4, на котором смонтированы тор-

мозные устройства 3. Внутренняя часть станины является масляной ванной зубча-

тых передач приводного механизма.

Приводной механизм состоит из электродвигателя 7, упругой и фрикционно-

центробежной муфт, горизонтального и вертикального валов.

Барабан

является основным рабочим органом сепаратора, в котором под дейст-

вием центробежной силы происходит осветление суспензии.

Приемно-выводное устройство служит для подачи сепарируемого продукта в

барабан и отвода осветленной жидкости из барабана.

Сепаратор-кларификатор ВСМ работает следующим образом.

Для

промывки, подогрева и проверки герметичности барабана в приемно-

выводное устройство перед началом сепарирования через барабан пропускают воду,

подогретую

до температуры

40...60

°С.

После

этого по подводящему трубопроводу

во вращающийся барабан подают продукт, подлежащий осветлению. Под действием

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных

неоднородных пищевых сред

387

Рис.

13.14 Сепаратор-кларификатор ВСМ

центробежной силы взвешенные частицы отбрасываются к внутренним поверхно-

стям

вставок

барабана и осаждаются на них.

Осветленная жидкость под давлением выводится из барабана по отводящему

трубопроводу.

Техническая характеристика сепаратора приведена в табл. 13.1.

Сепаратор-сливкоотделитель

ОСН-С

(рис. 13.15) состоит из станины 17 с

приводным механизмом, приемно-отводящего устройства 12, гидроузла, чаши ста-

нины с приемником осадка 7,

глушителя,

пробки спуска масла 1, указателя уровня

масла 2, горизонтального вала 3, тахометра 4, пробки залива масла 5, трубки подво-

да воды в сепарирующее устройство 6,

зажима

8, гайки 9, крышки //, штуцера под-

вода воды 16, вертикального вала 18, а

также

из пульта управления.

Молоко

подается по трубопроводу и центральной трубке 75 приемно-

отводящего

устройства во вращающееся сепарирующее устройство 10. В это время

поршень сепарирующего устройства

закрыт.

В полости под поршнем находится во-

да. При работе сепаратора происходит незначительное ее вытекание из сепарирую-

щего

устройства и патрубка станины при подпитке. Для герметизации системы

поршень поджимается к прокладке

силой

гидростатического давления.

Молоко

по-

дается в сепарирующее устройство, проходит через отверстия в тарелкодержателе и

вертикальные каналы

пакета,

распределяется в межтарелочных пространствах, раз-

деляясь на сливки, оттесняемые к оси вращения, и обезжиренное

молоко,

оттесняе-

мое

к периферии сепарирующего устройства. Сливки и обезжиренное

молоко

выво-

дятся через камеры напорных дисков 13 и 14.

388 Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

^т*

Рис.

13.15 Сепаратор ОСН с пульсирующей выгрузкой

осадка

Твердые

частицы и тяжелые примеси, выделяющиеся из молока, поступают в

периферийный объем сепарирующего устройства, где происходит их накопление и

уплотнение.

Во избежание потерь молока применяют только частичную выгрузку

осадка при открытии каналов.

Разгрузку

сепараторов осуществляют в один или два

этапа.

При одноэтапной

разгрузке осадок выгружается без перекрытия устройства для подачи исходного

продукта. Однако во избежание потерь продукта в период

раскрытия

сепарирующе-

го

устройства выгружается не весь осадок, а лишь его часть. При двухэтапной раз-

грузке

сначала перекрывается устройство для подачи исходного продукта и удаля-

ется жидкость из межтарелочного пространства, а затем уже открываются щели для

выгрузки, в результате чего осадок выбрасывается из сепарирующего устройства в

приемник под действием центробежной силы.

Техническая

характеристика сепаратора приведена в табл. 13.1.

Глава

13 Оборудование для разделения жидкообразных

неоднородных пищевых сред

389

Таблица 13.1

Техническая характеристика сепараторов

Показатель

Г9-КОВ

ВСМ

ОСН-С

Производительность, л/ч

8500

2000...2500

10000

Давление

продукта

на выходе, МПа » 0,2

0,35...0,40

0,25

Частота

вращения

барабана,

с"

523,3

436,5

500

Температура

сепарирования,

283...298

283...288

35...40

Максимальный

диаметр

барабана,

мм

600

640

616

Межтарелочный

зазор,

мм

0,5

0,3...0,4

0,50

Электродвигатель:

мощность, кВт

15,0

частота

вращения,

-1

157

Габаритные

размеры,

мм:

длина

1500

1150

1390

ширина

1132

780

1000

высота

1650

1350

1785

Масса, кг:

барабана

500

302

240

сепаратора

1800

905

1512

Инженерные расчеты. Согласно уравнению Стокса скорость осаждения шаро-

образных частиц с

ос

(м/с),

находящихся в среде

большого

объема,

равна

(

-p

)g/(lSii),

где

d- диаметр частиц, м; р

{

, р

- плотность частиц и жидкости, кг/м

; ц. - динами-

ческая вязкость жидкости, Пас; g- ускорение свободного падения, м/с

Понижение вязкости раствора с повышением его температуры, уменьшение

удельного

веса сока и увеличение размера осажденных частиц являются факторами,

положительно

влияющими на процесс.

Производительность отстойников по

свекле

(т/сут)

выражается

формулой

mA-WFcp/(Pz),

где

—

общая площадь поверхности осаждения отстойников, м

; с - скорость осажде-

ния, м/с; р - плотность фильтрованного сока I сатурации, кг/м

; Р - количество

фильтрованного сока I сатурации, % к массе свеклы; z - количество отбираемого из

отстойника осветленного сока, % к общему количеству жидкой

фазы

сока I сатурации.

Производительность отстойника П

(м

/с)

определяют по формуле

v/t,

где

V - вместимость рабочего пространства отстойника, м

; t - продолжительность

процесса отстаивания, с.

Продолжительность

отстаивания, с, в жироловках или разделителях непрерыв-

ного

действия

х = У

/П,

где

- полезный объем жироловки или разделителя, м

; 77 - производительность

аппарата

(центрифуги или отстойника), осуществляющего разделение, м

/с.

Производительность отцеживателя периодического действия для приема и

хранения

шквары

(кг/с)

390

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

/r,

где

an - коэффициент заполнения резервуара (an = 0,80...0,85); V

- вместимость ре-

зервуара, м

; р - плотность жировой массы, кг/м

(р = 400.. .450

кг/м

Производительность

(кг/с)

центрифуг определяют таким образом:

автоматизированной циклического действия

= OfiStfdf - d\ ) НрК

/(4т,),

где

d\, dz~ внутренний диаметр ротора центрифуги и диаметр верхнего ограничи-

тельного

кольца ротора, м; Н- высота ротора, м; р - плотность продукта, кг/м

;

- коэффициент, учитывающий частоту вращения ротора и характер эксплуатации;

- продолжительность цикла, с;

конической инерционной непрерывного действия

=Sm,

где

S - площадь рабочей поверхности ротора, м

; т - нагрузка на единицу рабочей

поверхности ротора в единицу времени,

кг/(м

с);

отстойной

непрерывного действия

= 2nr

oPc

где

- средний радиус споя суспензии в роторе, м; / - длина сливного участка, м;

- средняя скорость осаждения частиц твердой

фазы,

м/с; р - плотность посту-

пающей суспензии, кг/м

Мощность

электродвигателя привода центрифуги N

(кВт) в период разгона рото-

ра до набора максимальной частоты вращения определяют по формуле

\п

и>

/2000T)+(o,25W

+г

)а>

/800т)+

{nK„,d

n(m

+те„

)я/Ю00)+(0,285ШбИ

/ЮОо)]/ц,

где

, N„

, N

- мощности, потребные соответственно на разгон ротора, разгон

продукта, на преодоление сил трения в подшипниках и на преодоление сил трения

ротора о воздух, кВт; т

- масса вращающихся частей центрифуги, кг; г

- внутренний

радиус барабана, м; ю - угловая скорость барабана, рад/с; т - продолжительность раз-

гона центрифуги, с; т

- масса загружаемой суспензии, кг; г

- радиус верхнего отвер-

стия барабана, м; Н - высота барабана, м; К

- коэффициент трения (К

= 0,3); d

диаметр шейки вала, м; п - частота вращения вала, с"; d§ - диаметр барабана, м; п -

КПД

привода

(т)

= 0,7..

.0,9),

g - ускорение свободного падения, м/с

Мощность

в рабочий период разделения суспензий N

(кВт)

после

разгона ротора

Производительность сепараторов для высокожирных сливок П„ (м /с) опреде-

ляют

по следующим формулам

=Q,in

/lg{)K

-Ж

)/{^

-Ж