МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАДАЧ

1 Эффективность, или степень гомогенизации, зависит от давления и температуры молока. Для режимов гомогенизации, принятых в промышленности, средний диаметр жировых шариков после гомогенизации определяют по формуле:

,

где d_ср – средний диаметр жировых шариков, мкм;

Р – давление гомогенизации, МПа.

При прохождении через гомогенизирующую щель вследствие преобразования механической энергии в тепловую молоко нагревается. Повышение температуры продукта можно определить:

,

где Р - давление гомогенизации, кПа;

– плотность молока (принимаем 1027 кг/м³);

– удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг·°С).

Принимаем С – 3850 Дж/(кг·°С), кВт.

 

2 Производительность 3-х-плунжерного гомогенизатора

где d – диаметр плунжеров (мм)

S – ход плунжера (мм)

n- частота вращения коленчатого вала

z – число плунжеров, шт.

Мощность гомогенизатора

р, кВт

где р - рабочее давление, Мпа

, кВт.

3 Определить номинальную частоту вращения барабана сепаратора-сливкоотдели-теля можно и формулы

;

где М - производительность, ;

- поправочный коэффициент, 0,45;

z - количество тарелок, шт;

-радиус большой тарелки, м;

радиус малый, м;

-плотность молока, ;

-плотность сливок ;

вязкость молока, Па∙ сек;

-образующий конус тарелки, градус;

d – диаметр жировых шариков, мкм.

Мощность, потребляемая сепаратором, кВт,

 

N= 0,0005∙Нб∙n3∙D4, где Hб – высота барабана, м; D – диаметр барабана, м.

 

4 Продолжительность наполнения бутылки зависит от условий истечения молока из мерного стакана. Продолжительность истечения z (с) из мерных стаканов, выполненных в виде вертикальных цилиндров, можно определить по формуле:

z = ,

где V - вместимость мерного стакана, м³;

f - площадь сечения отверстий в разливочной головке, м³;

H - уровень жидкости в мерном стакане, м.

Продолжительность истечения из мерных стаканов z (с), выполненных в виде горизонтальных цилиндров, определяют по формуле

z = ,

где r - радиус мерного стакана, м.

Уровень молока в резервуарах автоматов для розлива, во время наполнения буты-лки остается постоянным, поэтому в случае розлива по уровню при атмосферном и избы-точном давлениях, а также при вакууме для расчета продолжительности z (с) используют выражение:

z = ,

где V - вместимость бутылки, м³;

H - высота столба жидкости в резервуаре, м;

μ; - коэффициент истечения (μ=0,6-0,8).

 

5 Изменение температуры продукта при доставке и хранении определяют по формуле:

G_м·c (t₂-t₁)=k·F Δt z,

где G_м - количество продукта, кг;

c - удельная теплоемкость продукта Дж /(кг·ºC);

t₂ - конечная температура продукта, ºC;

t₁ - начальная температура продукта, ºC;

k - коэффициент теплопередачи, Вт (м²·ºC);

Δt - средняя разность температур, ºC;

F – площадь внутренней поверхности танка, м²;

z - продолжительность нахождения продукта в танке, с.

Средняя разность температур Δt равна

Δt = t₀ – (t₁ + t₂) / 2,

где t₀ – температура окружающего воздуха, ⁰ С.

При этих условиях конечную температуру готового продукта t₂ определяют по формуле:

,

где t₀ - температура окружающего воздуха, ºC

Площадь поверхности танка можно определить по формуле:

F = 2πR (R+L),

где R – внутренний радиус корпуса танка, м;

L – внутренняя длина корпуса танка, м.

Объем танка цилиндрической формы можно определить по формуле:

V = πR²L.

 

Значения теплоемкости С молока в интервале температур от 0 до 15 ºC находятся в пределах 3852-3885 Дж/(кг·ºC).

 

6 Производительность каждой секции универсального пластинчатого аппарата определяют по формуле:

, м3/ч,

где – поверхность нагрева секции, м²;

- удельная теплоемкость продукта ( принимается от 3970 до 3990, Дж/(кг·°С);

– большая и меньшая температура молока, °С;

– коэффициент теплопередачи (принимаем 350 Вт/(м²·°С);

– средняя разность температур, °С;

– плотность продукта ( принимается от 1027 до 1032, кг/м³).

Средняя разность температур какой-либо секции аппарата определяется:

где – большая и меньшая разности температур в секции.

= t_{в1 –} t_1;

= t_в1 – t_2.

7 Если пренебречь толщиной лопастей насоса, то производительность может

быть найдена по формуле:

кг/ч,

где a - коэффициент подачи насоса (для вязких жидкостей a = 0,6 0,7);

D – внутренний диаметр корпуса насоса, м;

d – наружный диаметр ротора, м;

b – ширина ротора, м;

n – число оборотов ротора в минуту;

r - плотность перекачиваемого продукта, кг/м³.

 

8 Производительность горизонтально-поперечной скребмаши­ны определяют по формуле:

туш в час,

где: j - коэффициент неравномерности подачи туш в машину; практически j = 0,8;

t - время обработки одной туши (включая загрузку, обработку и выгрузку), сек.

Мощность двигателя горизонтально-поперечной скребмашины определяют по следующей формуле:

кВт

 

где G - максимальная масса свиной туши, кг;

m - коэффициент трения между скребками и тушей(прини­мают m = 0,6-0,7)

D - диаметр окружности скребков, м;

n - число оборотов барабана в минуту;

h_п - пусковой коэффициент (обычно =1,2-1,3);

h₁ - коэффициент потери мощности h₁ = 0,8-0,85);

h₂ - к. п. д. передач от двигателя к скребковому барабану h₂ = 0,7- 0,75).

9 Общую длину рабочего участка бесконвейерного подвесного пути, на котором производят технологическую операцию (обескровливание), определяют по формуле:

м,

где L- длина рабочего участка, м;

А - пропускная способность участка (линии), единиц в час;

Т - продолжительность технологических операций, мин;
l - расстояние между единицами обрабатываемой продук­ции на линии, м;

1,2 - коэффициент, учитывающий неравномерность поступ­ления продукции на подвесной путь.

 

10 Описанные машины для обработки кишок, состоящие из од­ной или нескольких пар гладких, рифленых или комбинирован­ных валиков, являются машинами непрерывного действия и их производительность может быть определена по формуле:

комплектов в час,

где: а - коэффициент подачи кишок в машину, учитывающий работу транспор-тных механизмов для подачи кишок, проскальзывание кишок и др.; практически

принимаем а = 0,4-0,6;

D - диаметр валиков (рабочих) по обработке кишок, м;

n - число оборотов валиков в минуту;

b - количество рядов кишок, одновременно обрабатываемых в машине;

l - длина комплекта кишок, м.

11 Производительность моечных барабанов находят по следующим формулам:

для барабанов непрерывного действия

кг/ч,

где: (здесь ρ; принимаем 600 кг/м³).

f - поперечное сечение слоя продукта, находящегося в бара­бане, м², которое находят по формуле

,м²

здесь α; - коэффициент заполнения барабана (α; = 0,04 -0,15);

D - диаметр барабана, м;

v - скорость перемещения продукта вдоль оси барабана, м/сек.

Эту скорость находят по формуле

м/сек.,

где: D — диаметр барабана, м;

n — число оборотов барабана в минуту;

j — угол наклона барабана, град;

К — коэффициент скольжения продукта по стенкам бараба­на (для мясопродуктов К = 0,7).

Критическое число оборотов моечного барабана определяют по формуле:

об/мин,

Рабочее число оборотов барабана должно быть меньше критического.

Мощность электродвигателя для привода барабанной моечной машины, кВт

N=4 Q∙ L ∙g /1000∙ tgβ;.

12 Производительность (пропускную способность) установок для съемки шкур определяют по следующим формулам:

установок периодического действия

шкур в час,

где Т — полная продолжительность цикла съемки одной шкуры, мин (включая время подачи туши, фиксации туши и шкуры, съемки шкуры и освобождения туши);

Мощность двигателя для установки механической съемки шкур определяют по формуле:

кВт,

где Р – максимальное усилие отрыва шкуры от туши, которое можно принимать при съемке шкур с туш крупного рогатого скота равным 9800 н, мелкого рогатого скота равным 9800 н, мелкого рогатого скота – 2000 н и свиней – 4900 н;

v – скорость съемки шкуры, м/мин (значения указаны выше);

h - общий КПД установки (h принимают равным 0,7-0,75).

13 Производительность ротационной дробилки непрерывного действия опре-деляется по формуле:

где a - коэффициент подачи кусков, мяса в машину (a = 0,7 - 0,8);

V - объем слоя мяса, срезаемого за один раз ножом, м³;
z - число ножей на роторе;
n - число оборотов ротора в минуту;
r — плотность измельчаемого сырья, кг/м³.

Мощность электродвигателя ротационной дробилки находят по формуле

кВт

где Р - максимальное усилие среза, испытываемое ножом; практически Р = 1500 - 1800 н;

v - окружная скорость ротора, м/сек;

h - КПД привода машины, учитывающий все потери (h = 0,8-0,85).

14 Количество крови, протекающей в напорном трубопроводе за единицу времени, определяют по формуле:

кг/сек,

где d – диаметр трубопровода (внутренний), м;

v – скорость движения жидкости, м/сек;

q – плотность жидкости, кг/м³.

15 Производительность волчка по режущей способности находят, используя формулу:

, кг/ч

где а — коэффициент использования режущего механизма (обычно принимают а = 0,7 - 0,8);

п — число оборотов шнека в минуту;

D — диаметр решетки (сетки), мм;

К₁, К₂, …, К_n — количество лезвий (перьев) ножа;

j₁, j₂, …, j_n — коэффициент использования площади решетки (сетки), представляющий собой отношение суммарной площади всех отверстий для прохода продукта в решетке ко всей площади решетки.

Этот коэффициент определяют по формуле

,

где Z— число отверстий в решетке (сетке);

d — диаметр отверстия, мм;
а) для первой пары — решетка D = 220 мм, d₁ = 16 мм, Z₁ = 146 отв.;

б) для второй пары —решетка D = 220 мм, d₂ = 3 мм, Z₂ = 1680 отв.
(здесь число отверстий на сетке Z берется конструктивно).

F — поверхность продукта после измельчения, м²/кг.
Практически F можно принимать при диаметре отверстий последней решетки 2—3 мм равным 1,2—0,8 м²/кг, а при диаметре отверстий 16-25 мм равным 0,9-0,07 м²/кг.

 

Мощность двигателя к волчку определяют как сумму мощностей, затрачиваемых непосредственно на измельчение продукта, работу подающего механизма -и работу на преодоление трения в деталях волчка. Практически потребную мощность с достаточной точностью можно найти по формуле

, кВт

где: q — удельный расход электроэнергии при установившейся работе волчка. При диаметре отверстий 2—3 мм q = 3,5—4,5 кВт ^. ч/т и при диаметре 16-25мм q = 1,5—2,0 кВт ^. ч/т;

П — производительность волчка, кг/ч;
h — к. п. д. приводного механизма волчка (0,85—0,9).

16 Производительность бурата, кг/с,

П = μ∙ ρ∙ n∙ tg α∙

где μ; - коэффициент разрыхления материала;

ρ; – плотность материала, кг/м³;

n – частота вращения барабана, с^-1;

α; – угол наклона барабана к горизонту, град (α = 4….8⁰);

R – радиус барабана, м;

h – высота слоя материала в барабане, м.

Зная производительность, можно определить частоту вращения барабана, n (c^-1).

Площадь ситовой поверхности барабана определяется по формуле

F = м²,

где У – удельная нагрузка на 1 м² сита, кг/(м²∙ с), принимаем (У = 0,33…0,56 кг/(м²∙ с),).

Длина барабана, м

L = .

Мощность привода барабана, кВт,

N = (0,00005….0,00006)∙ R∙n∙;(G + 13 G_м),

где G – вес барабана бурата, H;

G_м – вес материала в барабане,H.

G _м = F∙h∙ρ∙g.

 

17 Производительность винтового конвейера, кг/с

П= 0,0131 D² S n ρ φ;

где D – диаметр винта, м;

s-шаг витков, м;

n – частота вращения винта, мин^-1;

ρ- плотность вещества, кг/м³

φ- коэффициент заполнения.

Из этой формулы определим частоту вращения винтового конвейера, n_расч, мин^-1.

Определим критическую частоту вращения

если , то определим мощность привода

, кВт

где L-длина конвейера,м;

П – производительность конвейера, кг/с;

W- коэффициент сопротивления движению (1,9-6,3);

К- коэффициент запаса мощности (1,2-1,3);

КПД привода.

 

18 Производительность молотковых мельниц (кг/ч)

,

где - частота вращения ротора, об/мин;

- диаметр окружности расположения концов молотков, м;

- толщина ротора, м;

- коэффициент, зависящий от конструкции мельницы и твердости измельчаемого материала (принимается в пределах );

- степень измельчения продукта (лежит в пределах 150…400 и опреде-ляется );

- размер частиц продукта до измельчения, мм;

- размер частиц после измельчения, мм.

По заданной производительности (кг/ч) можно ориентировочно определить диаметр ротора молотковой мельницы:

, м,

где (принимается ).

Мощность, привода ротора молотковой дробилки (кВт)

,

где - диаметр окружности расположения концов молотков, м;

- толщина ротора, м;

- угловая скорость ротора (достигает до 628 рад/с), рад/с.

 

 

19 Производительность обоечной машины П (кг/ч) определяют по формуле:

П = k ⋅ F ⋅ q,

где k – коэффициент, учитывающий размеры рабочей поверхности цилиндра, k=0,8…0,95;

F – площадь цилиндрической поверхности, м²;

q – удельная зерновая нагрузка, кг/(м² ·ч), для ржи q = 4000 кг/(м² ·ч).

Площадь цилиндрической поверхности определяем по формуле:

где D – диаметр цилиндра, м;

L – длина рабочей части цилиндра, м.

Диаметр окружности ротора D_р (м) определяем по формуле:

D_р = D − Δ,

где Δ – радиальный зазор, м.

Угловую скорость ω (рад/с) и частоту n (мин^-1) вращения ротора определяем по формулам:

ω = ,

n =

Потребную мощность электродвигателя обоечной машины N (кВт) определяем по формуле:

N = П ⋅ φ,

где П – производительность, т/ч;

φ – удельная мощность, кВт⋅ч/т, для ржи φ = 0,4, кВт⋅ч/т.