Описание технологической линии

Введение

Сахар – пищевой продукт, получаемый главным образом из сахарной свеклы и сахарного тростника. Выпускается в виде сахара-песка и сахара-рафинада. Калорийность 100 г сахара – около 400 ккал. Важнейшим показателем качества сахара является его цветность, которая в единицах Штаммера не должна превышать 1.0. Независимо от сырья ощущение сладости сахара определяется исключительно величиной поверхности кристаллов и, следовательно, быстротой таяния во рту. Медленно тающие крупные кристаллы кажутся недостаточно сладкими, тогда как мелкие и особенно сахарная пудра имеют приторно сладкий вкус.

Сахарная свекла – двухлетнее растение из семейства маревых. В первый год ее развития из первоначально высеянных семян образуются сочные богатые сахаром корнеплоды с широко разросшимся хвостовиком, боковыми корешками и мощной прикорневой розеткой листьев – ботвой, но без цветков и семян. Именно эти корни после обрезки ботвы (вместе с верхней частью корневой головки), а также удаления хвостовика и части корешков и служат сырьем для свеклосахарного производства. Содержание сахара в свекле 16…18% к массе корня, иногда при благоприятных условиях – 20%. Продолжительность вегетационного периода колеблется от 150 до 180 суток. Сумма среднесуточных температур за период вегетации – 2400…2800°С, требуется достаточное увлажнение. Образование сахара в свекле происходит путем первоначального синтеза под действием солнечного света простейших углеводов (глюкозы и фруктозы) из углекислого газа и воды в содержащих хлорофилл листьях растений. Массовый сбор корнеплодов проводят со второй половины сентября. Доставленная транспортными средствами свекла до переработки хранится в буртах. Для предупреждения гнилостных процессов свекла опрыскивается известковым молоком, а в жаркую погоду орошается водой. Корнеплоды в буртах продолжают жить, потребляя из воздуха кислород и выделяя углекислый газ, а также пары воды. [4]

Заводы, на которых вырабатывается сахар, представляют собой крупные, оснащенные высокопроизводительной техникой производства. Мощность отдельных свеклосахарных заводов по переработке свеклы достигает 6…9 тыс. т в сутки, а в среднем – 2,5 тыс. т в сутки. Свеклосахарное производство – массовое, поточное. В нем в едином производственном потоке осуществляются основные технологические процессы и промежуточные операции по переработке свеклы с получением одного вида массовой товарной продукции – белого сахара-песка. Побочными видами товарной продукции являются жом и патока-меласса.

Чтобы предохранить сахарозу от разложения, все технологические процессы ведутся при температуре, не превышающей 90…100°С (только в первых корпусах выпарки до 120…125°С), и в щелочной среде (за исключением слабокислой реакции диффузного сока). Длительность производственного цикла от поступления свеклы до получения белого сахара-сырца не более 12…16 часов, а с учетом переработки всех паток и желтых сахаров в продуктовом отделении – 36…42 часа. Важнейшими стадиями технологии производства сахара из свеклы являются следующие: приемка, хранение и подача свеклы на завод; очистка корней свеклы от земли и посторонних примесей; измельчение (резка) свеклы в стружку и получение из нее сока диффузным способом, очистка сока, выпаривание воды из сока с получением сиропа, уваривание сиропа в кристаллическую массу – утфель I и последующее разделение этой массы путем центрифугирования на белый кристаллический сахар и патоку, уваривание патоки в утфель II, дополнительная кристаллизация его и центрифугирование с получением желтого сахара и конечной патоки-мелассы – отхода производства при работе по схеме с двумя утфелями. В случае работы по схеме с тремя утфелями патока от утфеля II не является конечной. Она еще раз уваривается на утфель III, из которого после кристаллизации и центрифугирования получается еще один желтый сахар и уже как отход производства – меласса. Очистка (аффинация) последнего желтого сахара, растворение желтых сахаров в соке с возвращением получаемого при этом раствора – клеровки по очистке сиропа. Кроме этих технологических операций осуществляются вспомогательные процессы: получение необходимых для очистки сока извести и сатурационного (углекислого) газа путем сжигания серы сульфитационного (сернистого) газа для очистки сока и сиропа. На некоторых заводах осуществляются дополнительные технологические операции, являющиеся как бы продолжением основных процессов производства – сушка свекловичного жома и производство на его основе комбикормов (обогащение жома добавками), получение из мелассы микробиологическим путем лимонной кислоты. Все технологические операции осуществляются в трех основных отделениях завода: свеклоперерабатывающем, включающем подачу свеклы на завод; сокоочистительном, включающем выпарку и получение извести, сатурационного и сульфитационного газов; продуктовом – варочно-кристаллизационном и пробелочном.[5]

 

 

 

Состояние вопроса

Механические мешалки по конструкции весьма разнообразны, ниже будут рассмо­трены лишь некоторые распространенные типы мешалок.

Лопастные мешалки. Наиболее просты­ми по устройству являются мешалки с плос­кими лопастями из полосовой или угловой стали, установленными перпендикулярно или наклонно к направлению их движения.

 

 

 

 

Такая мешалка (рис. 1) состоит из шести пар лопастей 1, уста­новленных наклонно к горизонтальной плоскости, причем каждая пара лопастей расположена под прямым углом к соседней паре. Лопасти укреп­лены на валу 2 накладками 3 на болтах и на шпонках 4. Вертикальный вал мешалки внизу опирается на подпятник 5 и снабжен зубчатой пере­дачей 6, приводимой в движение от трансмиссии через ременную передачу.

Горизонтальные лопасти мешалок создают главным образом го­ризонтальные токи жидкости.

 

 

1-лопасти, 2-вал, 3-накладка, 4-шпонка, 5-подпятник, 6-зубчатая передача

 

Рисунок 1- Лопастная мешалка

 

 

Плоские лопасти мешалок, поверх­ность сопротивления которых перпендику­лярна направлению движения перемешивае­мой жидкости, не могут обеспечить хорошего перемешивания во всех слоях жидкости, так как создают в ней главным образом гори­зонтальные токи. Хотя частицы жидкости,, встречающиеся на пути движения лопасти, при ударах о лопасть будут отталкиваться от нее в различных направлениях (под дей­ствием возникающей при вращательном дви­жении центробежной силы, действующей в радиальном направлении, и силы тяжести, действующей по вертикали вниз), но возникающие при этом токи жидкости не будут интенсивными. При установке плоской лопасти под некоторым углом к направлению ее движения возникают также и вертикальные токи жидкости, направление которых зависит (рис. 2) от угла наклона лопасти.

 

1-больше 90º, 2- меньше 90° Рисунок 2 – угол наклона лопастей

 

При угле наклона 1, большем 90° (рис. 2), частицы жидкости, ударяясь о лопасть, отражаются после удара по направлению вверх; при угле наклона 2, меньшем 90° (рис. 2), наоборот, частицы жидкости после удара отражаются вниз.

Поэтому в тех случаях, когда при перемешивании необходимо взму­чивать со дна резервуара тяжелый осадок, лопасти устанавливают с углом наклона, большим 90°, и, наоборот, когда осадок находится в верхних слоях жидкости, для лучшего перемешивания устанавливают лопасти с углом наклона, меньшим 90°.

Снабдив мешалку несколькими парами лопастей, имеющими на­клон в разные стороны, можно создать перекрестные токи и таким обра­зом осуществить интенсивное перемешивание жидкости.

Иногда для той же цели на стенках аппарата устанавливают отра­жательные перегородки. Лопасти мешалок изготовляются, в зависимости от свойства перемешиваемой среды и условий работы мешалки, из раз­личных материалов: углеродистой и специальной стали, чугуна, дерева и др.

Лопастные мешалки вращаются с небольшой скоростью и делают 20—80 об/мин., но в определен – ШТ Ных условиях число оборотов их может быть уве – 2 личено. При наличии наклонных лопастей или отра­жательных перегородок они могут эффективно при­меняться для растворения, а также для суспендиро – вания некоторых веществ.

Лопастные мешалки отличаются простотой конструкции и сравнительно низкой стоимостью из­готовления.

 

Перемешивание вязких жидкостей проводят ленточными мешал­ками, которые при своем вращении очищают стенки реактора от налипаю­щей реакционной массы. Такая мешал­ка, установленная в автоклаве, изо­бражена на рисунок 3.

Рисунок 3- ленточная мешалка в автоклаве

Специальные мешалки. Кроме мешалок общего типа, имеются различные спе­циальные конструкции мешалок.

Разновидности ёмкостных мешалок

Ёмкостные мешалки делятся на вертикальные и боковые. Также бывают мешалки-эмульсификаторы и вакуумные мешалки.

Вертикальные мешалки

Вертикальные мешалки устанавливаются в ёмкость сверху. В целях предотвращения вовлечения перемешиваемого продукта в круговое движение, вертикальные мешалки монтируются либо эксцентрично к оси ёмкости, либо по центру с установкой отражательных перегородок. Принцип работы зависит от типа используемого пропеллера.

Боковые мешалки

Боковые мешалки устанавливаются в ёмкости сбоку в наклонном положении. Вращение ротора создает поток, направляющий продукт ко дну ёмкости, а затем к поверхности по стенке, противоположной мешалке. Искривлённое днище ёмкости способствует данному эффекту. Боковая мешалка монтируется децентрализованно, что стимулирует круговой поток. Таким образом, достигается полная гомогенизация перемешиваемого продукта.

 

 

Вакуумная мешалка

Вакуумная мешалка представляет собой герметичный сосуд с установленной центрально сверху или сбоку снизу мешалкой. Основной особенностью данных мешалок является высокое качество перемешивания.

Мешалка-эмульсификатор

Предназначена для изготовления кремов и паст, конструкция представляет собой герметичный сосуд с центрально сверху установленными двумя мешалками, причем вращаются они вокруг одной оси, но с различными скоростями. Внешняя мешалка низкоскоростная 10-60 об/мин для создание центробежного потока. Внутренняя мешалка высокоскоростная для гомогенизации среды. Наиболее современные на данный момент решения представляют собой комбинации вышеперечисленных решений.[6]

Смесители сыпучих материалов центробежного действия

Смешиваемый материал перемещается по внутренней поверхности конуса смесителя снизу по радиальной образующей под действием центробежных сил инерции. При перемещении внутри конуса материал встречает на своем пути лопасти, укрепленные внутри бункера смесителя. Таким образом, в аппарате создается интенсивная циркуляция сыпучего материала, способствующая его быстрому и тщательному смешиванию. Данная мешалка изображена на рисунке 4.

 

Рисунок 4 – Смеситель центробежного действия

Шнековые смесители

Могут быть периодического и непрерывного действия. Рабочий орган – шнек. Основным преимуществом является бережное перемещение продукта без нарушения целостности структуры кусочков. Транспортеры такой конструкции отличаются достаточно высокой производительностью. Продукт загружается через загрузочное отверстие, подхватывается лопастями шнека и перемешается к выгрузочному отверстию. Перемещение может производится как горизонтально, так и под углом к поверхности.

Рисунок 5 – Шнековый смеситель

Двух роторные смесители непрерывного действия

Предназначены для смешивания сыпучих материалов в потоке. В корпусе специальной формы установлены два вала с лопатками (роторами), придающими продукту одновременно вращательное и поступательное движение от входного к выходному патрубку. Смешивание происходит благодаря вращению валов навстречу друг другу.[10]

 

Рисунок 6 –Двух роторный смеситель непрерывного действия

 

Расчётная часть

Технологический расчет

Объем рабочей камеры определим через площадь круга

, (1)

где d- диаметр мешалки (d=1,232 м).

Объем рабочей камеры

V=S· l=1,19·4,136=492 ·0,4= 196,8 м³, (2)

где 0,4 - на 40% заполнена мешалка; l- длина рабочей камеры.

Производительность для машин и аппаратов непрерывного действия

, (3)

где V- объем рабочей камеры; n- частота вращения рабочего органа;

- плотность смеси (для сахара с диаметром кристаллов 0,8-1,0 мм, ); - коэффициент заполнения смесителя продуктом (0,75-0,85).

Q=15·867,2·0,785·196,8=2009,6 т/ч. (4)

 

Энергетический расчет

Определим мощность мешалки

кВт, (5)

где Q- производительность мешалки; w- удельный расход на перемешивание, (равный- 0,0025-0,0026 кВт·ч/кг); - КПД привода мешалки.

 

Расчёт передачи

Рисунок 13 – Схема клиноременной передачи

 

Исходные данные:

1) Передаточное отношение u _рп=3,0;

2) Мощность на ведущем валу = 6,4 кВт;

3) Крутящий момент на ведущем валу Т_І = 63,7Н·м.

(12)

Определяем расчетный передаваемый крутящий момент ,

_,

где С_р - коэффициент, учитывающий динамичность нагружения передачи и режим ее работы. Для среднего режима работы и 3-х сменной работе С_р=1,6 [3, с. 37, таблица Б4]. Тогда

Т_1р = 63,7 ·1,6 = 101,9 Н·м.

В зависимости от полученной величины Т_1р выбираем два ближайших сечения ремня: С и Б. Дальнейшие расчеты будем проводить для этих двух сечений, обозначая расчетные параметры соответствующими индексами. Для этих сечений расчетный передаваемый крутящий момент Т_{1р С}=200-600 Н∙м и Т_{1р Б}=50-150 Н∙м, минимальный диаметр ведущего шкива d_{1 min С}=200 мм и d_{1 min Б}=125 мм, рабочая высота ремня Н_{р С}=4,8 мм и Н_{р Б}=11 мм. Все данные приведены в таблице Б5 /3, с. 38/.

Действительный диаметр ведущего шкива выбираем, исходя из условия d₁≥d_1min по ГОСТ 20889-88 принимаем d_1С=200 мм, d_1Б =125 мм.

 

Определяем расчетный диаметр ведомого шкива

; (13)

;

.

Действительный диаметр ведомого шкива выбираем исходя из условия:

, по ГОСТ 20889-88 принимаем d_2Б=355 мм, d_2С=560 мм

[3, с. 38, таблица Б6]

Определяем действительное передаточное отношение проектируемой передачи U

, (14)

где ε –коэффициент упругого скольжения. ε = (0,01÷0,02) [с.14, 3]

;

Определяем минимальное межосевое расстояние а_min,мм

(14)

;

Определяем расчетную длину ремня L_р, мм

, (15)

=1351,7 мм;

=2195,2 мм.

Действительную длину ремня выбираем исходя из условия L_p≤L по ГОСТ 1284.3- 96 принимаем L_Б=1400 мм, L_С=2240 мм.

Для выбранных сечений и длин ремней выбираем по таблице Б7/3, с. 38/ значение коэффициента С_L, учитывающего длину ремня, C_{L С}=0,9;

C_{L Б}=0,9.

Определяем межцентровое расстояние а, мм

а =а_min+0,5(L-L_р) (16)

=275+ 0,5(1400-1351,7)=299,2 мм,

=418+0,5(2240-2195,2)=440,4 мм.

Определяем угол обхвата ремнем меньшего шкива α,°

, (17)

;

.

 

По таблице Б8 /3, с. 39/ в зависимости от полученных углов обхвата определяем значение коэффициента С_α, учитывающего влияние угла обхвата.

Для обоих сечений С_α =0,89.

Определяем скорость ремня υ, м/с

 

(18)

где n₁ – частота вращения.

Определяем число ремней передачи Z, по формуле

(19)

где С_К – коэффициент, учитывающий количество ремней в передаче.

Принимаем С _К = 1.

N₀ – мощность, передаваемая одним ремнем, кВт.

В соответствии с таблицей Б9 /4, с. 39/ для сечения С при диаметре ведущего шкива d₁=200 мм и скорости υ_А=4,5 м/с, N_{0 A}=4,59 кВт, для сечения Б при диаметре ведущего шкива d₁=125 мм и скорости υ_Б=6,2 м/с N_{0 Б}=1,6 кВт.

Число ремней должно быть целым и не превышать числа, приведенные в таблице Б5 /3, с. 38/. Принимаем z_Б=4,

Анализ результатов расчета показывает, что целесообразнее по конструктивным соображениям принять ремень типа Б с числом ремней 3, тип ремня С не подходит, т.к. количество ремней типа С превышает максимальное число ремней этого типа.

Определяем окружное усилие F_{t Б}, Н

Определяем предварительное натяжение ремня F₀, Н

(20)

где φ=0,45-0,55 – коэффициент тяги.

Определяем силу, нагружающую валы передачи, F, Н

 

Заключение

При выполнении курсового проекта по дисциплине «Технологическое оборудование отрасли» были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения по данному курсу.

Получила навыки по расчету и проектированию горизонтальной мешалки и привода. В расчетной части по заданным параметрам был рассчитан привод горизонтальной мешалки, т. е. подобран электродвигатель, коническо-цилиндрический редуктор. Также была рассчитана ременная передачи. Был начерчен сборочный чертеж привода с мешалкой, закрепленных на раме, а также выполнены основные разрезы элементов и основного органа. Так же выполнена машинно-аппаратурная схема производственного процесса.

Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта, будут востребованы при выполнении как курсовых проектов по специальным дисциплинам, так и при выполнении дипломного проекта.

 

Введение

Сахар – пищевой продукт, получаемый главным образом из сахарной свеклы и сахарного тростника. Выпускается в виде сахара-песка и сахара-рафинада. Калорийность 100 г сахара – около 400 ккал. Важнейшим показателем качества сахара является его цветность, которая в единицах Штаммера не должна превышать 1.0. Независимо от сырья ощущение сладости сахара определяется исключительно величиной поверхности кристаллов и, следовательно, быстротой таяния во рту. Медленно тающие крупные кристаллы кажутся недостаточно сладкими, тогда как мелкие и особенно сахарная пудра имеют приторно сладкий вкус.

Сахарная свекла – двухлетнее растение из семейства маревых. В первый год ее развития из первоначально высеянных семян образуются сочные богатые сахаром корнеплоды с широко разросшимся хвостовиком, боковыми корешками и мощной прикорневой розеткой листьев – ботвой, но без цветков и семян. Именно эти корни после обрезки ботвы (вместе с верхней частью корневой головки), а также удаления хвостовика и части корешков и служат сырьем для свеклосахарного производства. Содержание сахара в свекле 16…18% к массе корня, иногда при благоприятных условиях – 20%. Продолжительность вегетационного периода колеблется от 150 до 180 суток. Сумма среднесуточных температур за период вегетации – 2400…2800°С, требуется достаточное увлажнение. Образование сахара в свекле происходит путем первоначального синтеза под действием солнечного света простейших углеводов (глюкозы и фруктозы) из углекислого газа и воды в содержащих хлорофилл листьях растений. Массовый сбор корнеплодов проводят со второй половины сентября. Доставленная транспортными средствами свекла до переработки хранится в буртах. Для предупреждения гнилостных процессов свекла опрыскивается известковым молоком, а в жаркую погоду орошается водой. Корнеплоды в буртах продолжают жить, потребляя из воздуха кислород и выделяя углекислый газ, а также пары воды. [4]

Заводы, на которых вырабатывается сахар, представляют собой крупные, оснащенные высокопроизводительной техникой производства. Мощность отдельных свеклосахарных заводов по переработке свеклы достигает 6…9 тыс. т в сутки, а в среднем – 2,5 тыс. т в сутки. Свеклосахарное производство – массовое, поточное. В нем в едином производственном потоке осуществляются основные технологические процессы и промежуточные операции по переработке свеклы с получением одного вида массовой товарной продукции – белого сахара-песка. Побочными видами товарной продукции являются жом и патока-меласса.

Чтобы предохранить сахарозу от разложения, все технологические процессы ведутся при температуре, не превышающей 90…100°С (только в первых корпусах выпарки до 120…125°С), и в щелочной среде (за исключением слабокислой реакции диффузного сока). Длительность производственного цикла от поступления свеклы до получения белого сахара-сырца не более 12…16 часов, а с учетом переработки всех паток и желтых сахаров в продуктовом отделении – 36…42 часа. Важнейшими стадиями технологии производства сахара из свеклы являются следующие: приемка, хранение и подача свеклы на завод; очистка корней свеклы от земли и посторонних примесей; измельчение (резка) свеклы в стружку и получение из нее сока диффузным способом, очистка сока, выпаривание воды из сока с получением сиропа, уваривание сиропа в кристаллическую массу – утфель I и последующее разделение этой массы путем центрифугирования на белый кристаллический сахар и патоку, уваривание патоки в утфель II, дополнительная кристаллизация его и центрифугирование с получением желтого сахара и конечной патоки-мелассы – отхода производства при работе по схеме с двумя утфелями. В случае работы по схеме с тремя утфелями патока от утфеля II не является конечной. Она еще раз уваривается на утфель III, из которого после кристаллизации и центрифугирования получается еще один желтый сахар и уже как отход производства – меласса. Очистка (аффинация) последнего желтого сахара, растворение желтых сахаров в соке с возвращением получаемого при этом раствора – клеровки по очистке сиропа. Кроме этих технологических операций осуществляются вспомогательные процессы: получение необходимых для очистки сока извести и сатурационного (углекислого) газа путем сжигания серы сульфитационного (сернистого) газа для очистки сока и сиропа. На некоторых заводах осуществляются дополнительные технологические операции, являющиеся как бы продолжением основных процессов производства – сушка свекловичного жома и производство на его основе комбикормов (обогащение жома добавками), получение из мелассы микробиологическим путем лимонной кислоты. Все технологические операции осуществляются в трех основных отделениях завода: свеклоперерабатывающем, включающем подачу свеклы на завод; сокоочистительном, включающем выпарку и получение извести, сатурационного и сульфитационного газов; продуктовом – варочно-кристаллизационном и пробелочном.[5]

 

 

 

Состояние вопроса

Механические мешалки по конструкции весьма разнообразны, ниже будут рассмо­трены лишь некоторые распространенные типы мешалок.

Лопастные мешалки. Наиболее просты­ми по устройству являются мешалки с плос­кими лопастями из полосовой или угловой стали, установленными перпендикулярно или наклонно к направлению их движения.

 

 

 

 

Такая мешалка (рис. 1) состоит из шести пар лопастей 1, уста­новленных наклонно к горизонтальной плоскости, причем каждая пара лопастей расположена под прямым углом к соседней паре. Лопасти укреп­лены на валу 2 накладками 3 на болтах и на шпонках 4. Вертикальный вал мешалки внизу опирается на подпятник 5 и снабжен зубчатой пере­дачей 6, приводимой в движение от трансмиссии через ременную передачу.

Горизонтальные лопасти мешалок создают главным образом го­ризонтальные токи жидкости.

 

 

1-лопасти, 2-вал, 3-накладка, 4-шпонка, 5-подпятник, 6-зубчатая передача

 

Рисунок 1- Лопастная мешалка

 

 

Плоские лопасти мешалок, поверх­ность сопротивления которых перпендику­лярна направлению движения перемешивае­мой жидкости, не могут обеспечить хорошего перемешивания во всех слоях жидкости, так как создают в ней главным образом гори­зонтальные токи. Хотя частицы жидкости,, встречающиеся на пути движения лопасти, при ударах о лопасть будут отталкиваться от нее в различных направлениях (под дей­ствием возникающей при вращательном дви­жении центробежной силы, действующей в радиальном направлении, и силы тяжести, действующей по вертикали вниз), но возникающие при этом токи жидкости не будут интенсивными. При установке плоской лопасти под некоторым углом к направлению ее движения возникают также и вертикальные токи жидкости, направление которых зависит (рис. 2) от угла наклона лопасти.

 

1-больше 90º, 2- меньше 90° Рисунок 2 – угол наклона лопастей

 

При угле наклона 1, большем 90° (рис. 2), частицы жидкости, ударяясь о лопасть, отражаются после удара по направлению вверх; при угле наклона 2, меньшем 90° (рис. 2), наоборот, частицы жидкости после удара отражаются вниз.

Поэтому в тех случаях, когда при перемешивании необходимо взму­чивать со дна резервуара тяжелый осадок, лопасти устанавливают с углом наклона, большим 90°, и, наоборот, когда осадок находится в верхних слоях жидкости, для лучшего перемешивания устанавливают лопасти с углом наклона, меньшим 90°.

Снабдив мешалку несколькими парами лопастей, имеющими на­клон в разные стороны, можно создать перекрестные токи и таким обра­зом осуществить интенсивное перемешивание жидкости.

Иногда для той же цели на стенках аппарата устанавливают отра­жательные перегородки. Лопасти мешалок изготовляются, в зависимости от свойства перемешиваемой среды и условий работы мешалки, из раз­личных материалов: углеродистой и специальной стали, чугуна, дерева и др.

Лопастные мешалки вращаются с небольшой скоростью и делают 20—80 об/мин., но в определен – ШТ Ных условиях число оборотов их может быть уве – 2 личено. При наличии наклонных лопастей или отра­жательных перегородок они могут эффективно при­меняться для растворения, а также для суспендиро – вания некоторых веществ.

Лопастные мешалки отличаются простотой конструкции и сравнительно низкой стоимостью из­готовления.

 

Перемешивание вязких жидкостей проводят ленточными мешал­ками, которые при своем вращении очищают стенки реактора от налипаю­щей реакционной массы. Такая мешал­ка, установленная в автоклаве, изо­бражена на рисунок 3.

Рисунок 3- ленточная мешалка в автоклаве

Специальные мешалки. Кроме мешалок общего типа, имеются различные спе­циальные конструкции мешалок.

Разновидности ёмкостных мешалок

Ёмкостные мешалки делятся на вертикальные и боковые. Также бывают мешалки-эмульсификаторы и вакуумные мешалки.

Вертикальные мешалки

Вертикальные мешалки устанавливаются в ёмкость сверху. В целях предотвращения вовлечения перемешиваемого продукта в круговое движение, вертикальные мешалки монтируются либо эксцентрично к оси ёмкости, либо по центру с установкой отражательных перегородок. Принцип работы зависит от типа используемого пропеллера.

Боковые мешалки

Боковые мешалки устанавливаются в ёмкости сбоку в наклонном положении. Вращение ротора создает поток, направляющий продукт ко дну ёмкости, а затем к поверхности по стенке, противоположной мешалке. Искривлённое днище ёмкости способствует данному эффекту. Боковая мешалка монтируется децентрализованно, что стимулирует круговой поток. Таким образом, достигается полная гомогенизация перемешиваемого продукта.

 

 

Вакуумная мешалка

Вакуумная мешалка представляет собой герметичный сосуд с установленной центрально сверху или сбоку снизу мешалкой. Основной особенностью данных мешалок является высокое качество перемешивания.

Мешалка-эмульсификатор

Предназначена для изготовления кремов и паст, конструкция представляет собой герметичный сосуд с центрально сверху установленными двумя мешалками, причем вращаются они вокруг одной оси, но с различными скоростями. Внешняя мешалка низкоскоростная 10-60 об/мин для создание центробежного потока. Внутренняя мешалка высокоскоростная для гомогенизации среды. Наиболее современные на данный момент решения представляют собой комбинации вышеперечисленных решений.[6]

Смесители сыпучих материалов центробежного действия

Смешиваемый материал перемещается по внутренней поверхности конуса смесителя снизу по радиальной образующей под действием центробежных сил инерции. При перемещении внутри конуса материал встречает на своем пути лопасти, укрепленные внутри бункера смесителя. Таким образом, в аппарате создается интенсивная циркуляция сыпучего материала, способствующая его быстрому и тщательному смешиванию. Данная мешалка изображена на рисунке 4.

 

Рисунок 4 – Смеситель центробежного действия

Шнековые смесители

Могут быть периодического и непрерывного действия. Рабочий орган – шнек. Основным преимуществом является бережное перемещение продукта без нарушения целостности структуры кусочков. Транспортеры такой конструкции отличаются достаточно высокой производительностью. Продукт загружается через загрузочное отверстие, подхватывается лопастями шнека и перемешается к выгрузочному отверстию. Перемещение может производится как горизонтально, так и под углом к поверхности.

Рисунок 5 – Шнековый смеситель

Двух роторные смесители непрерывного действия

Предназначены для смешивания сыпучих материалов в потоке. В корпусе специальной формы установлены два вала с лопатками (роторами), придающими продукту одновременно вращательное и поступательное движение от входного к выходному патрубку. Смешивание происходит благодаря вращению валов навстречу друг другу.[10]

 

Рисунок 6 –Двух роторный смеситель непрерывного действия

 

Описание технологической линии

Стадии технологического процесса. Процесс получения сахара-песка на свеклосахарных заводах складывается из следующих стадий:

— подача свеклы и очистка ее от примесей;

— получение диффузионного сока из свекловичной стружки;

— очистка диффузионного сока;

— сгущение сока выпариванием;

— варка утфеля и получение кристаллического сахара;

— сушка, охлаждение и хранение сахара-песка.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки свеклы к производству, состоящего из свеклоподъемной установки, гидротранспортера, песколовушки, ботволовушки, камнеловушки и водоотделителя, а также свекломоечной машины.

Ведущий комплекс оборудования линии состоит из конвейера с магнитным сепаратором, свеклорезки, весов, диффузионной установки, шнекового пресса и сушилки для жома.

Следующий комплекс оборудования представляют фильтры с подогревательными устройствами, аппараты предварительной и основной дефекации, сатураторы, отстойники, сульфитаторы и фильтры.

Наиболее энергоемким комплексом оборудования линии является выпарная установка с концентратором, а также вакуум-аппараты, мешалки и центрифуги.

Завершающий комплекс оборудования линии состоит из виброконвейера, сушильно-охладительной установки и вибросита.

Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Машинно-аппаратурная схема линии производства сахара-песка из сахарной свеклы.

Устройство и принцип действия линии. Сахарная свекла подается в завод из бурачной или с кагатного поля. По гидравлическому конвейеру она поступает к свеклонасосам и поднимается на высоту до 20 м. Дальнейшее перемещение ее для осуществления различных операций технологического процесса происходит самотеком. По длине гидравлического конвейера 1 (рис.) последовательно установлены соломоботволовушки 2, камнеловушки 4 и водоотделители 5. Это технологическое оборудование предназначено для отделения легких (солома, ботва) и тяжелых (песок, камни) примесей, а также для отделения транспортерно-моечной воды. Для интенсификации процесса улавливания соломы и ботвы в углубление 3 подается воздух. Сахарная свекла после водоотделителей поступает в моечную машину 6.

Моечная машина предназначена для окончательной очистки свеклы (количество прилипшей земли составляет при ручной уборке 3...5 % свеклы, а при механизированной уборке комбайнами — 8... 10 %).

Количество воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит от степени ее загрязненности, конструкции машины и в среднем составляет 60... 100 % к массе свеклы. В сточные воды гидравлического конвейера и моечной машины попадают отломившиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки и мелкиекорнеплоды (всего 1...3 % к массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные воды предварительно направляются в сепаратор для отделения от них хвостиков и кусочков свеклы, которые после обработки поступают на ленточный конвейер 14.

Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой из специальных устройств 7, поднимается элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические предметы, случайно попавшие в свеклу. Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5... 1,0 мм.

Свекловичная стружка из измельчающих машин с помощью ленто