Эксплуатация сепараторов и гидравлических машин на предприятиях АПК (стр. 12 )

а)

б)

Рисунок 2.18 – Схема (а) и общий вид (б) пищевого экструдера Shtak-72

Широко применяется метод экструзии в пищевой промышленности. В ходе процесса под действием значительных скоростей сдвига, высоких скоростей перемещения и давления, происходит переход механической энергии в тепловую, что приводит к различным по глубине изменениям в качественных показателях перерабатываемого сырья, например денатурация белка, клейстеризация и желатинизация крахмала, а также другие биохимические изменения.

Продукты, получаемые на пищевых экструдерах:

- пельмени;

- кукурузные палочки;

- хрустящие хлебцы и соломка;

- фигурные сухие завтраки;

- хлопья кукурузные и из других злаков;

- быстрозавариваемые каши;

- детское питание;

- фигурные чипсы;

- экструзионные сухарики;

- мелкий шарик из риса, кукурузы, гречи, пшеницы, для наполнения и обсыпки шоколадных изделий, мороженого и других кондитерских изделий;

- пищевые отруби;

- продукты вторичной переработки хлеба;

- соевые продукты: соевый текстурат, концентрат (применяются в производстве колбасы, сосисок, котлет и т. д.), кусковые соевые продукты (фарш, гуляш, бифштекс, тушенка и т. д.);

- модифицированный крахмал.

В комбикормовой промышленности методом экструдирования получают:

- полножирную сою;

- зерновые экструдаты;

- корма для крупного рогатого скота, свиней, кроликов;

- корма для кошек, собак, домашних грызунов;

- корма для промысловых и аквариумных рыб

В процессе экструдирования происходит расщепление сложных углеводов на простые сахара, что обеспечивает существенное улучшение органолептических показателей корма, а также повышает усвояемость кормов (от 45 % при традиционных видах обработки до 95 %).

Во всех механических и термомеханических процессах пищевых производств происходит контактное взаимодействие обрабатываемого материала с поверхностью рабочих органов машин, устройств и аппаратов. Учет поверхностных свойств пищевых материалов (в частности, адгезии и трения) необходим при изучении и совершенствовании многих технологических процессов. Следует учитывать прилипание пищевой массы к рабочим органам смесителей (лопаткам, шнекам, лопастям разной формы, корпусу), а также к лентам, ковшам и трубам при транспортировании, особенно материалов, содержащих сахаристые вещества. Силы взаимодействия пищевой массы с рабочей поверхностью формующих каналов определяют величину линейных и местных сопротивлений при течении пищевых масс по коротким каналам матриц прессов.

При шнековом формовании основным недостатком является прилипание перерабатываемой массы к поверхности шнека и их совместное вращение при работе, что значительно снижает подачу материала (производительность), особенно в одношнековых прессах. В многошнековых нагнетателях со взаимосцепляющимися шнеками явление прилипания сказывается значительно меньше. Рекомендовано шнеки изготавливать из материала, обладающего малыми, а шнековую камеру – большими адгезионными способностями.

При ротационном формовании наиболее ярко видны положительные и отрицательные адгезионные проявления пищевых масс при взаимодействии с рабочими органами машин: прилипание массы к поверхности ротора должно быть минимальным, а к ленте приемного конвейера – максимальным. Только в этом случае можно получить изделия высокого качества и стабильной массы.

2.2 ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ МОДЕЛЕЙ НАСОСОВ

2.2.1 ВОДЯНЫЕ НАСОСЫ

Центробежные насосы получили наибольшее распространение в технологических процессах животноводческих и перерабатывающих предприятий для перекачивания маловязких жидкостей и различных смесей. По исполнению они могут быть одно - и многоступенчатыми, а также с горизонтальным или вертикальным расположением рабочего вала. Схема центробежного насоса представлена на рисунке 2.19.

Когда рабочее колесо, с прикрепленными к нему лопатками 2 вращается, жидкость под действием центробежной силы отбрасывается к периферии камеры и через нагнетательный патрубок 4 под давлением отводится из нее. В центре камеры создается разрежение, за счет чего обеспечивается всасывание перекачиваемой жидкости.

Перед запуском центробежных насосов необходимо заполнять их камеру перекачиваемой жидкостью. Более того, для нормальной и устойчивой эксплуатации центробежных насосов их следует устанавливать таким образом, чтобы перекачиваемая жидкость поступала в камеру самотеком.

Рисунок 2.19 – Схема одноступенчатого центробежного насоса: 1 – камера насоса; 2 – лопатки рабочего колеса; 3 – вал рабочего колеса; 4 – нагнетательный патрубок; 5 – всасывающий патрубок

На рисунке 2.20 представлены основные достоинства и недостатки центробежных водяных насосов.

Рисунок 2.20 – Основные достоинства и недостатки центробежных насосов

Вихревые насосы (рис. 2.21) относятся к группе лопастных. При быстром вращении рабочего колеса частицы жидкости захватываются лопастями и перемещаются от всасывающего к нагнетательному патрубку. Центробежный эффект совместно с вихревым и создают напор насоса.

В канале, по мере приближения жидкости к нагнетательному патрубку, ее напор возрастает вследствие многократного воздействия лопаток на жидкость. Вихревые насосы при одинаковых габаритах и равных скоростных режимах, по сравнению с центробежными насосами, создают напор в 3…5 раз больший. Вследствие вертикального расположения всасывающего патрубка жидкость из корпуса при неработающем насосе не вытекает. В начале работы воздух из всасывающей трубы удаляется самим насосом, в результате чего в трубе создается разрежение и жидкость под действием атмосферного давления поступает в корпус. Недостатки вихревых насосов – невысокий к. п.д. (до 35%) и быстрый их износ при наличии в жидкости абразивных включений.

 

Рисунок 2.21 – Вихревой насос:

1 – фланец; 2 – корпус; 3 – колесо рабочее; 4 – вал;

5 – патрубок всасывающий; 6 – патрубок нагнетательный; 7 – канал

Работа этого типа насосов связана с вращением рабочего колеса 3– металлического плоского диска с небольшими прямыми лопастями. Когда колесо приводится в движение, вода увлекается лопастями и под воздействием центробежной силы закручивается. Образуется вихревая полость в виде движущегося замкнутого кольца. Именно поэтому напор в вихревом насосе всегда больше, чем в центробежном (при одинаковых размерах колеса и его оборотах). Это приводит к уменьшению габаритных размеров и веса вихревых насосов по сравнению с центробежными аналогами.

Достоинства и недостатки вихревых насосов представлены на рисунке 2.22.

Рисунок 2.22 – Основные достоинства и недостатки вихревых насосов

Вибрационные (электромагнитные) насосы. Принцип работы вибрационного насоса основан на создании внутри прибора электромагнитного поля. При включении насоса в сеть, ток попадает на обмотку катушки, образовывая при этом магнитное поле, которое, в свою очередь, втягивает сердечник, соединенный с резиновой диафрагмой. Диафрагма также изгибается и создает в гидравлической камере прибора пониженное давление, обеспечиваемое подачу воды в корпус. Диафрагма при этом возвращается в первоначальное положение и в камере образуется избыточное давление, которое перекрывает клапан для входа воды и открывает нагнетательный клапан. Вода под давлением подается в напорный трубопровод. Такие возвратно-поступательные движения резиновой диафрагмы создают в приборе постоянный поток воды.

Существует возможность также использовать электромагнитные насосы для очистки дна скважин и колодцев. Основные достоинства и недостатки вибрационных насосов представлены на рисунке 2.23.

Рисунок 2.23 – Основные достоинства и недостатки вибрационных насосов

Мембранные насосы (рис. 2.24) применяют на животноводческих предприятиях для перекачивания технической воды с высоким содержанием мелких абразивных примесей, которые могут стать причиной выхода из строя насосов другого типа. В мембранных насосах нет двигателя, редуктора, а также вращающихся деталей. Это значительно повышает его эксплуатационные характеристики, гарантирует безопасность и универсальность в работе. Диафрагменные насосы различаются особенностями конструкции на одно - и двухмембранные, а также насосы с пневматическим и механическим приводом.

Пневматический привод позволяет плавно регулировать выходную мощность насоса, за счет изменения рабочего давления воздуха.

Сегодня мембранные насосы также применяются на молочных предприятиях, а также в химической, нефтехимической и лакокрасочной промышленностях для перекачивания лаков, красок и растворителей, щелочи и кислот, продуктов нефтехимии.

Рисунок 2.24 – Мембранный насос: 1 – шток, 2 – камера насоса, 3 – мембрана, 4 – патрубок всасывающий, 5 – клапан всасывающий, 6 – клапан нагнетательный, 7 – патрубок нагнетательный

Основные положительные и отрицательные стороны мембранных насосов представлены на рисунке 2.25.