Жигжитов А.В. Механизация процессов консервирования и приготовления кормов

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 2.18. Смеситель-запарник С-2:

1-корпус; 2-кронштейн; 3-пульт управления; 4-электродвигатель; 5-защитный

кожух; 6-рычаг; 7-редуктор; 8-ограждение; 9-распределитель; 10-манометр; 11-

ограничитель; 12, 14-крышки люков; 13-загрузочный транспортёр; 15-левыйвал;

16-правая лопасть; 17-левая лопасть; 18-выгрузной шнек; 19-павый вал; 20-

кронштейн; 21-выгрузной транспортёр; 22-трубопровод; 23, 24- паропроводы; 25-

тяга; 26-лестница; 27-рычаг.

6000×3230×2985 мм. Обслуживает агрегат один рабочий.

Запарник ЗПК-4 (рис. 2.19, 2.20) состоит из рамы, на которой установлены

мойка с вертикальным шнеком, запарный чан с выгрузным и мяльным

транспортерами, а также электродвигателей с приводными устройствами, водо - и

пароподводящих систем.

Продукт, поступающий в мойку, приводится в движение потоком воды,

который создается вращением активатора. При трении клубней друг о друга

отделяются загрязнения, которые вместе с камнями, отброшенными активатором,

собираются в камнесборнике и периодически удаляются в канализационную

систему через его люк. Отмытый продукт захватывается вертикальным шнеком и

Рис. 2.19. Устройство напарника ЗПК-4

1-шнек; 2-мойка: 3-привод выгрузного и мяльного шнеков; 4-силовой шкаф; 5-

рама; 6-корпус шнека; 7-запарный чан; 8-паропровод с вентилем;

9-водопровод.

Рис. 2.20. Принципиальная схема запарника ЗПК-4:

1-камнесборник; 2-активатор; 3-мойка; 4-рукоятка заслонки дна камнесборника;

5-водопровод; 6-электродвигатель мойки; 7-клиноремённая передача; 8-привод

распределительного диска; 9-распределительный диск; 10-вентиль паропровода;

11-запарный чан; 12-шнек мойки; 13-окно; 14-редуктор; 15-передаточный

механизм; 16-коллектор-парорапределитель; 17-шнек-мялка; 18-ножи мялки; 19-

выгрузной шнек; 20-конденсатоотвод; 21-электродвигатель; 22-шарнирный люк

грязекамнесборника; 23-рама.

ополаскивается водопроводной водой. Чистый картофель из шнека поступает на

вращающийся распределительный диск и равномерно заполняет запарный чан.

Заполнение прекращают по достижении продуктом уровня смотрового окна.

Мойка может также отключаться автоматически устройством распределительного

диска при полной загрузке запарника.

Включая при помощи вентиля на пароподводящем устройстве подачу пара,

картофель запаривают в течение 15...20 мин, мосле чего включают на 5...7 мин

мойку для выгрузки из нее в чан остатков продукта. Пар, выходя из коллектора

через толщу продукта, конденсируется и стекает в конденсатоотвод, снабженный

затвором. Пар, выходящий из конденсатоотвода, указывает на окончание

запаривания; процесс продолжается 40...45 мин. После этого включают выгрузное

и мяльное устройства. Шнек выгрузного устройства подает продукт под воздейст-

вие шести ножей, расположенных в начале мяльного шнека. Последний доводит

картофель до пюреобразного состояния и выгружает готовый продукт из машины.

Объем запарного чана позволяет загрузить в него до 1600 кг картофеля.

Производительность запарника составляет около 1000 кг/ч; мощность

электродвигателя 4.4 кВт; удельный расход пара на запаривание 1 кг картофеля

0,16. ..0,19 кг; габариты агрегата 4700 × 1520 × 2780 мм; масса 1180 кг.

Техническое обслуживание запарников-смесителей в основном сводится к

очистке рабочих органов и емкости от остатков продукта, промывке и смазке

трущихся частей механизма, подтяжке креплений, периодической смене масла в

редукторах и контролю за уровнем смазки. Перед началом работы проверяют

машину на холостом ходу, убедившись предварительно в отсутствии посторонних

предметов в сборочных единицах. Рабочее давление пара не должно превышать

установленное.

При работе запарников-смесителей встречаются различные неисправности

(табл. 2.7).

Возможные неисправности запарников-смесителей и способы их устранения

Табл. 2.7.

Неисправность Причина Способ устранения

Перегрев

электродвигателя

Перегрев редуктора

Течь воды из

уплотняющих

устройств, из-под

корпусов уплотняющих

устройств мешалок,

шнека, выгрузной

горловины,

транспортёра

Нет подачи пара в

смеситель

Скопление на боковых

стенках большого слоя

корма после его

выгрузки

Перегружен смеситель

Заклинился шнек

Отсутствует смазка

Не подтянуты втулки

уплотняющих устройств

Не

плотно затянуты

болты; повреждены

прокладки

Забиты кормом

пароподводящие

патрубки

Увеличился зазор между

крайней лопастью и

стенкой

Остановить смеситель

на 30 мин; уменьшить

загрузку

Удалить посторонние

предметы из смесителя

Залить смазку в

редуктор

Подтянуть втулки

Добавить несколько

витков уплотняющего

шнура, затянуть втулки

Подтянуть болты;

заменить поврежденные

прокладки

Выключить мешалки;

перекрыть пар; открыть

заглушку паропровода у

кранов; прочистить

паропровод; закрыть

заглушку

Переставить крайнюю

лопасть к стенке на 10

мм; затянуть стремянки

лопасти

2.5.3. Технологический расчет машин для тепловой обработки кормов

Расчет процесса периодического запаривания картофеля

Особенность процесса запаривания картофеля состоит в том, что пар,

проходя в порах между клубнями, конденсируется на их поверхности и скорость

его продвижения уменьшается. Таким образом, клубень, находящийся возле

парораспределителя, начинает нагреваться сразу после пуска пара в чан, а

находящийся в отдаленной точке чана — по прошествии определенного времени.

При этом скорость распространения пара зависит от типа парового насадка

(точечный, линейный или плоскостной), расхода пара и начальной температуры

клубней. Продолжительность нагревания клубней зависит от их теплофизических

характеристик, начальной и конечной температур клубня.

Продолжительность распространения пара на расстояние h при пуске из

плоскостного насадка (фронт распространения пара — плоскость)

(2.23)

Продолжительность нагревания клубней от начальной t0 до заданной tr

температуры:

(2.24)

где: F — поперечное сечение чана, м2; h = H — длина (высота) запарочное чана

при расположении парового насадка в его нижней части, м;

ρ — насыпная плотность корнеклубнеплодов, кг/м3;

с — теплоемкость картофеля (3,8…2,1)·103 Дж/кг·град;

tп — температура пара, °С;

G — расход пара, кг/с;

R — средний эквивалентный по объему радиус клубня, м;

α - коэффициент температуропроводности клубня картофеля

(0,10…0,12)·10-6 м2 /с;

tг — температура готовности клубней, обычно равна 94…98 °С;

0,75 — поправочный коэффициент, учитывающий неправильную форму

клубня.

Естественно, что готовность массы картофеля определяется по готовности

самого удаленного от места пуска пара клубня. Тогда общая

продолжительность запаривания

= τ' + τ" (2.25)

Продолжительность загрузки картофеля в чан зависит от

производительности вертикального загрузочного шнека Q

(2.26)

где: V=F·H — вместимость запарочного чана, м3.

Производительность вертикального шнека:

(2.27)

где: Д – диаметр шнека, м;

d – диаметр вала, м;

3 –

коэффициент заполнения шнека (0,3…0,4);

оср

– средняя скорость материала вдоль оси шнека, по экспериментальным

данным Куцына Л.М.

(2.28)

где: S — шаг шнека, м;

n — частота вращения шнека, мин

-1

;

m — опытный коэффициент, при S/D = 0,5…0,6 и n = 200…300 мин-1, m =

1,5…1,8. Большим значениям S и n соответствуют меньшие значения m.

Продолжительность выгрузки запаренного картофеля:

(2.29)

где: Q3 — производительность

, где φ - коэффициент

наполнения поперечного сечения шнека, при выгрузке запаренного картофеля из

чана φ=1.

Производительность картофелезапарочного агрегата периодического действия

(2.30)

где: φ

— коэффициент заполнения запарочного чана, φ

= 0,9…0,95.

Эту формулу можно записать представить в таком виде:

(2.31)

где: Q

— производительность процесса запаривания.

(2.32)

Как видно из формулы, общую производительность агрегата можно

увеличить, увеличивая производительность отдельных процессов.

Производительность процесса запаривания можно увеличить только за счет

сокращения времени заполнения паром чана τ', что возможно за счет увеличения

производительности парообразователя, поскольку τ" зависит только от свойств

клубней и температуры насыщенного пара. Производительность загрузочного и

выгрузного шнеков можно увеличить только за счет частоты их вращения.

Конструктивные параметры можно изменять лишь при разработке нового

агрегата. При разработке новых картофелезапарочных агрегатов необходимо

стремиться, чтобы удельная поверхность чана, отнесенная к единице объема,

была минимальной. При этом будут и минимальные потери тепла через стенки

чана. Этому условию удовлетворяет сфера. Однако в конструктивном выполнении

это не самое удачное решение. Поэтому чан изготавливают цилиндрическим,

стараясь выполнить соотношение Н : Д = 1.

Формулу производительности агрегата можно представить в таком виде:

(2.33)

Расчетным путем удельный расход пара определяется по формуле:

(2.34)

где: i — теплосодержание пара, Дж/кг.

Коэффициент полезного действия использования тепла запарником

(2.35)

Расчет процесса непрерывного запаривания картофеля

Непрерывный процесс запаривания отличается тем, что готовый картофель

непрерывно выгружается из чана, а на его место поступают новые порции

картофеля. Такой процесс, возможно, осуществить только при условии, что масса

картофеля будет равномерно слоями без перемешивания их продвигаться от входа

к выходу. Скорость продвижения должна быть такова, чтобы за время

нахождения клубней в чане они были доведены до готовности. Скорость фронта

распространения пара, выходящего из парового насадка, должна быть равна

скорости продвижения клубней. В этом случае установится строго постоянная

"горячая" зона, неизменная по размерам, что обеспечит качественное выполнение

процесса. Таким образом, продолжительность движения клубня картофеля от

загрузочного к выгрузному люку должна быть равна продолжительности

нагревания клубня до готовности

(2.36)

Скорость движения клубней в чане

Производительность процесса непрерывного запаривания

Q = v

Fρ, кг/с (2.37)

Расход пара, потребный на проведение процесса

(2.38)

Чтобы определить полный расход пара, необходимо учесть потери тепла

через стенки запарника Wз. Расход пара на нагрев стенок запарника можно не

учитывать, так как это происходит лишь в начале процесса. Тепло конденсата

картофелю практически не отдается, т.к. конденсат стекает в нижнюю часть чана,

где клубни имеют температуру готовности.

Удельный расход пара

(2.39)

Для агрегатов непрерывного действия длина агрегата принимается в 1,5…2

раза больше диаметра (Kr = 1,5…2), это необходимо для более равномерного

пропаривания и оседания клубней в чане. Производительность выгрузного шнека

должна быть равна производительности процесса запаривания. Поскольку

последняя зависит от размера клубней и его теплофизических свойств, на приводе

выгрузного шнека ставят вариатор.

Как упоминалось, паровые насадки могут изготавливаться плоскостными,

линейными и точечными. Плоскостные обеспечивают впуск пара в чан по всей

площади его поперечного сечения (фронт распространения — плоскость),

линейные обеспечивают впуск пара от линии (перфорир. трубы) равномерно во

все стороны на всей длине трубы (фронт распространения — цилиндр), точечные

обеспечивают впуск пара из точки (торец трубы) (фронт распространения —

сфера). Каждый тип парового насадка имеет свое преимущественное и

целесообразное применение. Плоскостной — в агрегатах непрерывного действия,

и линейный — в цилиндрических чанах периодического действия с установкой по

оси цилиндра на всю его длину, точечный — в больших емкостях периодического

действия, имеющих произвольную форму. При любых типах насадок отверстия в

них (кроме точечных) должны располагаться равномерно, а их общая площадь

должна быть не меньше диаметра парового насадка

(2.40)

где: m — число отверстий в паровом насадке.

Во избежание излишних гидравлических потерь при движении пара по

трубам, его скорость не должна превышать 25…30 м/с. Тогда диаметр

паропровода определяется из выражения , откуда:

, (2.41)

где: ρ

— плотность пара при данном давлении и температуре.

Контрольные вопросы

1. Назовите типы кормозапарников и основные требования к ним.

Как определяется производительность кормозапарников периодического и

непрерывного действия, и от каких параметров она зависит?

Почему общая площадь отверстий в паровых насадках должна быть не

меньше диаметра подводящего паропровода?

Каким способом можно увеличить производительность запарочного

агрегата?

Опишите технологический процесс кормозапарника ЗПК-4?

Задания для самостоятельной работы

1. В чем заключается особенность запаривания сухих кормов (соломы,

мякины и др.)?

Определите сами на что расходуется общее количество тепла при

запаривании кормов и как оно определяется?

2.6. Механизация приготовления кормовых смесей

2.6.1. Классификация смесителей и требования к ним. Виды кормосмесей.

Смешивание кормовых материалов друг с другом предусматривает

равномерное распределение отдельных частиц данного вида корма среди частиц

другого. При этом степень равномерности задается специальными условиями.

Таким образом, цель смешивания — получение однородной смеси из различных