Задания для рубежного контроля студента «Расчет аппаратов АВЖ» по дисциплине «Технологическое оборудование мясной и молочной промышленности 1» (стр. 1 )

ЗАДАНИЯ

ДЛЯ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ СТУДЕНТА

«РАСЧЕТ АППАРАТОВ АВЖ»

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

МЯСНОЙ И МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ 1»

(для студентов механических специальностей)

Семей, 2015

Цель работы: изучение конструкции комбинированных аппаратов для плавки жира и освоение методик их расчета

Устройство аппаратов

В комбинированных аппаратах совмещаются два процесса

во-первых, измельчения жиросодержащего сырья и, во-вторых, плавки жира.

К ним относятся такие аппараты как

волчки-варильники, рушители-плавители линии «Ленинград», измельчители-плавители АВЖ,  экспульсоры «Титан» и ряд других.

Аппараты АВЖ имеют три разновидности и устанавливаются в линиях непрерывной вытопки жира  Р3-ФВТ-1:

АВЖ – 400 – для предварительного измельчения и  плавки жира; АВЖ – 245 – для основного измельчения и плавления жира; АВЖ – 130 – для окончательно плавления жира и придания потоку  водно-жировой эмульсии напора.

До конца 90-х и начала 2000-х годов в линиях вытопки устанавливалось две машины:

АВЖ-245 и АВЖ – 130.

Причем в качестве первой и основной машины устанавливалась АВЖ-245. Вторая машина использовалась в основном для  придания напора (давления) в целях последующего движения в коммуникациях линии довольно вязкого потока водно-жировой эмульсии.

То есть центробежная машина АВЖ – 130 исполняла роль своеобразного центробежного насоса, а подача пара и горячей воды в прокачиваемую жиромассу способствовала поддержке высокой температуры вводно-жировой эмульсии и снижению ее вязкости. 

В настоящее время в линии Р3-ФВТ-1 устанавливается в качестве первой машины аппарат АВЖ-400, аппарат же АВЖ-245  модернизирован. 

В аппарате АВЖ-400  достигается высокая интенсивность теплообмена, путем совмещения процессов:

измельчения и одновременного плавления острым паром.

Принципиальная схема АВЖ показана на рис. 1.

Жировое сырье загружают в бункер машины. Из бункера оно попадает во вращающийся перфорированный барабан на подвижный нож.

Этот нож предназначен

для предварительного измельчения жира и отбрасывания его на стенку перфорированного барабана.

Далее под действием центробежной силы жировое сырье

вдавливается в отверстия, расположенные по цилиндрической поверхности барабана и подрезается двумя неподвижными ножами.

Далее кусочки измельченного жира выбрасываются в кольцевое пространство:

между внутренней стенкой  корпуса машины и внешней стенкой вращающегося перфорированного барабана.

В это же пространство через патрубок подается

острый пар давлением не менее 0,15 МПа (1,5 кгс/см2).

Кусочки жира, находящегося в зоне пара мгновенно подогреваются и частично плавятся.

Прямой и кратковременный контакт острого пара с жировым сырьем позволяет получить жир высокого качества при низком расходе пара.

Рис Технологическая схема АВЖ

Далее измельченная и вытопленная жировая масса, состоящая

из жира, белковых частиц (шквары) и воды, температурой 85 – 90 0С под давлением 0,03 МПа подается на центрифугу НОГШ – 325 (непрерывную отстойную горизонтальную шнековую).

На этой центрифуге происходит отделение жира и воды от шквары.

Измельчение и плавление жиромассы за счет смешивания с паром производится также на центробежной машине АВЖ-245:

В более ранних конструкциях машины АВЖ-245 измельчение жирового сырья происходило в две стадии:

на первой стадии сырье измельчалось в зазоре между вращающимся П-образным ножом 6 и неподвижным перфорированным цилиндром 5; на второй стадии измельчение происходило между вращающимся перфорированным барабаном и неподвижными ножами.

Рис. Схема аппарата АВЖ-245 наиболее ранней конструкции

Корпус АВЖ – 245 ранних конструкций установлен наклонно 2 и закрыт крышкой с загрузочным бункером 4. Нижняя часть загрузочного бункера выполнена в виде: неподвижного цилиндра 5, в котором просверлены крупные диаметром до 30 мм отверстия (перфорация). Рабочий орган АВЖ - 245 состоит: из вращающегося барабана 1 с перфорированной боковой стенкой (с диаметром отверстий 6 мм). Барабан также наклонно установлен внутри цилиндрического корпуса. На  днище 9 вращающегося перфорированного барабана жестко установлен П-образный нож 6, причем размеры ножа подобраны так, чтобы жировое сырье измельчалось в зазоре между ножом и неподвижным цилиндром Предварительное измельчение мягкого жирового сырья производится в зазоре между этим ножом и неподвижным цилиндром. Затем  измельченное сырье поступает в пространство между неподвижным цилиндром и вращающимся барабаном машины и центробежной силой выбрасывается наружу. У внутренней стенки вращающегося перфорированного барабана установлена пара неподвижных ножей 7, закрепленных на верхней крышке барабана. С наружной стороны  стенки вращающегося перфорированного барабана приварены две лопатки, выполняющие роль лопастей центробежного насоса, что облегчает вытеснение расплавленного жира из машины.

Острый пар подается в рабочую зону машины, через патрубок 8 расположенный по касательной к наклонному корпусу.

Измельчённый жир очень быстро (3-5 секунд) плавится, и благодаря центробежной силе выбрасывается из рабочей зоны через отверстия в стенке барабана. Далее, благодаря наклону корпуса и паре лопаток приваренных с наружной стороны к вращающемуся барабану,  смесь расплавленного жира и конденсата (воды), с напором достаточным для подъема смеси на 3 м,  выбрасывается из машины с помощью эксцентриково-лопастного насоса.

Конструкция машины постоянно совершенствуется. В более поздних конструкциях АВЖ-245 корпус машины установлен вертикально, измельчение происходит также в две стадии.

Однако на первой стадии жир измельчается только лишь подвижным П-образным ножом,  неподвижного перфорированного цилиндра нет. На второй же стадии жир измельчается также как и в старой машине в зазоре между  вращающимся барабаном и двумя неподвижными ножами, установленными под углом 1800. Кроме того, в этих аппаратах нет эксцентриково-лопастного насоса, который устанавливался в наиболее ранних машинах выпуска 50-х годов прошлого века.

Это связано с тем, что ранее как уже было отмечено в 60 – 80 годы в линии Р3-ФВТ-1 устанавливались две машины: АВЖ – 245 и АВЖ – 130.

В настоящее же время в линии по вытопке жира устанавливается три машины: АВЖ – 400, АВЖ – 245 и АВЖ – 130.

Общие эксплуатационные характеристики аппаратов АВЖ

Все три аппарата  АВЖ имеют следующие эксплуатационные характеристики

время плавки 3 – 5 с; температура жира конечная  85 – 95 0С; температура горячей воды поступающей в аппарат  90 – 95 0С; давление пара 0,15 Мпа; давление жиромассы на выходе из аппарата 0,029 – 0,03 Мпа или 3 м ж. ст.

Конструктивные особенности серийно выпускаемого  аппарата 

АВЖ – 400

Внутренний диаметр корпуса аппарата – 400 мм (0,4 м), радиус – 0,2 м;

Наружный диаметр барабана – 310 мм (0,31 м), радиус – 0,155 м

Внутренний диаметр барабана – 0,29 м, радиус 0,145 м

Количество отверстий  - 6 шт

Диаметр отверстий – 30 мм (0,03 м)

Длина отверстий – 0,01 м

Частота вращения – 24 об/с; угловая скорость 150 рад/с;

Количество добавляемой горячей воды – 20 % от массы сырья; - 200 л;

Количество пара подаваемого в АВЖ - 400  - 100 кг на тонну жиромассы;

Температура пара при  Р = 0,15 Мпа = 150000 Па – 110 0С;

Зазор между корпусом и барабаном – 45 мм;

Практическая производительность  -  до 1000 кг/ч;

Мощность двигателя – 15 кВт

Расчет проектируемого аппарата типа АВЖ – 400 выполняется по варианту, выбираемому по номеру студента в журнале преподавателя.

№ варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	0
Внутренний диаметр аппарата, м	0,412	0,420	0,436	0,446	0,408	0,472	0,394	0,424	0,456	0,452
Наружный диаметр барабана, м	0,322	0,320	0,314	0,316	0,306	0,294	0,288	0,308	0,324	0,336
Внутренний диаметр барабана, м	0,30	0,30	0,29	0,29	0,27	0,27	0,26	0,28	0,30	0,31
Количество отверстий, шт	8	7	6	5	8	6	7	8	6	7
Диаметр отверстий, мм	28	25	22	32	20	24	32	20	28	22
Количество добавляемой воды, л	200	190	210	220	185	175	240	230	200	220
Углов скорость. рад/с	146	147	150	151	148	149	155	154	153	152

Поверочный расчет серийно выпускаемого аппарата АВЖ-400