Монтаж, ремонт та експлуатація гомогенізатора НМ-1-1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Національний університет харчових технологій

кафедра МАФХВ

Контрольна робота

по темі «Монтаж , ремонт та експлуатація гомогенізатора НМ-1-1»

Виконала: Оверчук В.А.

студ. гр. М-4-5

Перевірив: Бабанов І.Г.

Київ

2016

Зміст

1. Аналітичний огляд

2. Опис будови і принцип дії гомогенізатора НМ-1-1

3. Монтаж і експлуатація обладнання

3.1 Підготовка та виконання монтажних робіт

3.2 Організація ремонтних робіт

3.3 Техніка безпеки

4. Ремонт і розрахунки

Список використаної літератури

1. Аналітичний огляд

Гомогенізація - це обробка молока (вершків), яка полягає в дробленні (диспергування) жирових кульок шляхом впливу на молоко значних зовнішніх зусиль. Відомо, що при зберіганні свіжого молока і вершків із-за різниці в щільності молочного жиру і плазми відбувається спливання жирової фракції, або її відстоювання. Швидкість відстоювання жиру залежить від розмірів жирових кульок, в'язкості, від можливості з'єднання жирових кульок один з одним. Як відомо, розміри жирових кульок коливаються в широких межах - від 0,5 до 18 мкм. Відповідно до формули Стокса швидкість виділення (спливання) жирового кульки прямо пропорційна квадрату його радіуса. У процесі гомогенізації розміри жирових кульок зменшуються приблизно в 10 разів (розмір - 1,0 мкм), а швидкість спливання їх відповідно стає приблизно в 100 разів менше. У процесі дроблення жирового кульки перерозподіляється його оболонкової речовина. На побудову оболонок утворилися дрібних кульок мобілізуються плазмові білки, а частина фосфатидів переходить з поверхні жирових кульок в плазму молока. Цей процес сприяє стабілізації високодисперсної жирової емульсії гомогенізоване молока. Тому при високій дисперсності жирових кульок гомогенізоване молоко практично не відстоюється.

Механізм дроблення жирових кульок, схематично показаний на малюнку 3, полягає в наступному. У гомогенізований клапані на кордоні сідла гомогенізатора і клапанної щілини є поріг різкої зміни перерізу потоку, а отже, і зміни швидкості руху. При переході від малих швидкостей руху до високих жирової кулька деформується: його передня частина, включаючись в потік гомогенізований щілини з великою швидкістю, витягується в нитку і дробиться на дрібні крапельки. Таким чином, ступінь роздробленості, або ефективність гомогенізації, залежить насамперед від швидкості потоку при вході в гомогенізуючу щілину, а отже, від тиску гомогенізації, яке завжди визначає швидкість.



Рис.1. Схема дроблення жирових кульок у клапанної щілини гомогенізатора: d - діаметр отвору в сідлі клапана; v 0 - швидкість руху молока в клапані; v '0 - швидкість в прикордонному перерізі; р 0 - тиск в клапані; v 1 - швидкість руху в шели клапана ; р 1 - тиск в шели клапана; h - висота шели клапана

З підвищенням тиску посилюється механічний вплив на продукт, зростає дисперсність жиру, а середній діаметр жирових кульок зменшується. За даними ВНІКМІ, при тиску 15МПа середній діаметр жирових кульок складає 1,43 мкм, а ефективність гомогенізації 74%, при тиску 20 МПа середній діаметр кульок зменшується до 0,97 мкм, а ефективність зростає до 80%. Підвищення тиску можна досягти, забезпечивши гомогенізатор двома або трьома клапанами. Такі гомогенізатори називають двох - або триступінчастими. Однак підвищення тиску призводить до збільшення витрати електроенергії, тому оптимальний тиск становить 10 ... 20 МПа. Рекомендоване тиск гомогенізації залежить від виду та складу виготовленого продукту. З підвищенням вмісту жиру і сухих речовин в продукті слід застосовувати більш низький тиск гомогенізації, що обумовлено необхідністю зниження енергетичних витрат.

Інтенсивність гомогенізації зростає з підвищенням температури, так як при цьому жир переходить повністю в рідкий стан і зменшується в'язкість продукту. При підвищенні температури знижується також відстоювання жиру. При температурах нижче 50 "З відстоювання жиру посилюється, що призводить до погіршення якості продукту. Найбільш кращою вважають температуру гомогенізації 60 ... 65 ° С. При надмірно високих температурах сироваткові білки в гомогенизаторе можуть осідати.

Крім того, ефективність гомогенізації залежить від властивостей і складу продукту (в'язкість, щільність, кислотність, вміст жиру і сухих речовин). З підвищенням кислотності молока ефективність гомогенізації зменшується, тому що в кислому молоці знижується стабільність білків і утворюються білкові агломерати, що утрудняють дроблення жирових кульок. При підвищенні в'язкості і щільності молока ефективність гомогенізації також знижується.

В даний час застосовують два види гомогенізації: одно-і двоступеневу. При одноступінчастої гомогенізації можуть утворюватися агрегати дрібних жирових кульок, а при двоступеневої відбувається руйнування цих агрегатів і подальше диспергування жирових кульок. Іноді при виробництві молочних напоїв і сирів використовують роздільну гомогенізацію. Роздільна гомогенізація призначена для отримання гомогенізоване молока з необхідним вмістом жиру, підвищеною стабільністю жирової дисперсної фази і білків. Роздільна гомогенізація відрізняється від повної тим, що при ній механічному впливу піддається лише висококонцентрована жирова емульсія (вершки певної жирності). Сутність роздільної гомогенізації полягає в тому, що молоко спочатку сепарують, а отримані вершки гомогенізують, після гомогенізації їх змішують зі знежиреним молоком, нормалізують, пастеризують і охолоджують. При виробництві роздільно гомогенізоване молока з використанням двоступінчастої гомогенізації масова частка жиру у вершках не повинна перевищувати 25%, а при одноступінчастої гомогенізації 16%. Роздільну гомогенізацію застосовують для того, щоб збільшити продуктивність гомогенізації і обмежити небажане механічний вплив на молочний білок при виробленні питного молока, кисломолочних продуктів і сирів. Отримане при роздільному гомогенізації молоко за своїми фізико-хімічними та органолептичними властивостями не відрізняється від звичайного гомогенізоване молока за умови, якщо масова частка жиру у вершках, використовуваних при гомогенізації, не перевищує 12%. У молоці, отриманому з вершків з підвищеним вмістом жиру і гомогенізоване роздільним способом, спостерігається посилене відстоювання жиру.

Принцип дії - це головний чинник при доборі гомогенізатора для певної технологічної лінії. Саме від нього залежить ефективність гомогенізації, питомі витрати енергії та вартість машини. Не менш важливими для гомогенізатора є такі параметри як продуктивність та робочий тиск. Про їх важливість свідчить той факт, що за цими параметрами обирається тип насосу - істотніший вузол, від якого, головним чином, буде залежати механічний коефіцієнт корисної дії машини. Крім того, деякі види гомогенізаторів можуть бути тільки високого або тільки низького тиску. Наприклад, ультразвукові, роторні та вакуумні працюють лише при низькому тиску, а такі як клапанні існують як високого так і середнього тиску.

Отже проаналізуємо конструкції даних типів гомогенізаторів та визначимо основні їх недоліки та переваги.

Найбільш розповсюдженими на виробництві залишаються клапанні (щілинні) гомогенізатори. В таких гомогенізаторах (рисунок 2) необхідний тиск (10 - 25 МПа), створюється багатосекційним плунжерним насосом з приводом від електродвигуна потужністю 10 - 40 кВт.

Молоко через всмоктуючий клапан 9 подається у плунжерний насос. При нагнітальному русі плунжера 10 відкривається нагнітальний клапан 8 і молоко під тиском потрапляє у вузький кільцевий зазор, що утворюється між сідлом та клапаном 6, при підніманні клапана, долаючи силу стиснення пружини 5. Розмір кільцевого зазору регулюється гвинтом 4. Тиск контролюється за манометром 7. Ширина кільцевого зазору дорівнює приблизно 0,1 мм. Швидкість проходження молока крізь нього 150 - 200 м/с. Продуктивність цих машин 800 - 5000 кг/год.

Переваги клапанних гомогенізаторів:

- висока ступінь гомогенізації;

- широка засвоєність та масовий промисловий випуск.

Недоліки клапанних гомогенізаторів:

- висока вартість;

- дуже низький технологічний коефіцієнт корисної дії (0,0018%);

- дуже високі питомі витрати енергії (6,5 - 7,6 кВт/т);

- відсутність конструкцій з продуктивністю менше 800 л/год.;

- висока маса, металомісткість та габаритні розміри;

- високі вимоги до якості очищення продукту;

- складна конструкція;

- необхідність у двоступінчастій обробці.

Рисунок 2. - Схема гомогенізатора клапанного типу

1-запобіжний клапан; 2- вихідний патрубок; 3- корпус; 4- гвинт; 5- пружина; 6- клапан гомогенізуючої головки; 7- манометр; 8- нагнітальний клапан; 9- всмоктуючий клапан; 10- плунжер; 11- привідний механізм

Іншим відомим способом гомогенізації є ультразвукова гомогенізація. Вона заснована на кавітації рідини, що викликається у машин з електромеханічним збудником, за допомогою віброелемента 1 (рис. 3). Цим елементом звичайно є лопать, встановлена у резонансному блоці 3.

Рисунок 3 - Схема процесу ультразвукової гомогенізації

1- віброелемент; 2- контрольно-регулюючий пристрій; 3- резонансний блок

Переваги ультразвукової гомогенізації:

- легкість регулювання ступеню гомогенізації;

- можливість створити машини практично з будь-якою продуктивністю;

- невибагливість до забруднення оброблюваного продукту;

- поєднання гомогенізації з бактеріальним очищенням.

Недоліки ультразвукової гомогенізації:

- недостатня вивченість ультразвукової гомогенізації;

- невелика ступінь гомогенізації, мінімальний діаметр жирових кульок не перевищує 1,48 мкм;

- складна конструкція машин з електромеханічним збудником;

- висока чутливість до пульсації насосу.

Вакуумний гомогенізатор працює з використанням метода вводу енергії в потік рідини на основі процесів адіабатного скипання перегрітої рідини. Метод емульгування заключається в наступному: попередньо нагрітий продукт з температурою 75 - 95 0С подається в вакуумну камеру, де підтримується тиск 0,01 - 0,02 МПа. Потрапивши в вакуумну камеру продукт перегрівається, в результаті чого виникає вибухоподібне скипання, яке призводить до руйнування жирових кульок.

Основним елементом апарата (рисунок 4) є вакуумна камера 2, яка представляє собою полий резервуар діаметром 300 мм та висотою 800 мм. Ввід продукту здійснюється через трубопровід 1, який закінчується сопловим пристроєм. Вихід отриманого продукту здійснюється через патрубок 3 у нижньому днищі. Пари та повітря всмоктуються через бічний патрубок 4 водокільцевим вакуумним насосом. Продуктивність - 1 т/год.

У двохкамерному вакуумному гомогенізаторі необхідна температура знижена до 60 - 80 0С. Такий пристрій представляє собою дві вакуумні камери, в першій підтримується тиск 0,15Ч105 - 0,3Ч105 Па, в другій - 0,03Ч105 - 0,15Ч105 Па. Молоко підігріте до 60 - 80 0С розпилюється послідовно в першій та другій вакуумних камерах.

Переваги вакуумних гомогенізаторів:

- зниження кислотності та збільшення термостійкості молока;

- дезаерація та дезодорація продукту;

- часткове знищення шкідливої мікрофлори молока;

- можливість створити машини з широким діапазоном продуктивностей;

- невеликі питомі витрати енергії;

- можливість поєднання з пастеризатором (стерилізатором).

Недоліки вакуумних гомогенізаторів:

- невисока ступінь перемішування продукту;

- мінімальна ступінь гомогенізації, діаметр жирових кульок не перевищує 2,3 - 2,4 мкм;

- великі габаритні розміри машини;

- необхідність у підігріванні продукту до 60 - 95 0С, що викликає незворотні наслідки в структурі продукту та вимагає додаткових енерговитрат.

Рисунок 4 - Вакуумний однокамерний гомогенізатор.

1- патрубок з сопловим пристроєм для вводу продукту; 2- вакуумна камера; 3- патрубок для вводу емульсії; 4- патрубок для відводу парів та повітря; 5- водокільцевий вакуумний насос

Роторні гомогенізатори застосовуються для зміни консистенції таких молочних продуктів як плавлені сири і вершкове масло. В обробленому з їх допомогою продукті, водна фаза диспергується, внаслідок чого продукт краще зберігається.

Принцип роботи роторного гомогенізатора полягає у наступному: продукт подається в бункер, звідки за допомогою двох шнеків, що обертаються в протилежних напрямках, продавлюється через ротор і з насадки з діафрагмою виходить у бункер фасовочного апарату. Для запобігання налипання продукту на робочі органи машини, останні змащуються перед початком роботи спеціальним гарячим розчином.

Переваги роторних гомогенізаторів:

- простота конструкції;

- широкий діапазон продуктивностей;

- широка промислова засвоєність;

- невеликі розміри та металомісткість.

Недоліки роторних гомогенізаторів:

- застосовуються тільки для продуктів з високою густиною;

- диспергується лише водяна фаза, ступінь подрібнення жирових кульок мінімальний;

- необхідність у періодичному змащенні робочих органів.

Відцентровий гомогенізатор (рис. 5) представляє собою два диски, один з яких 2 - нерухомий, а інший 8 - обертовий, з'єднаний з валом двигуна 9. Рухомий диск має кільцеобразні виступи з отворами 4, 5, 6. Ці виступи входять у пази на нерухомому диску.

Продукт подається у вхідний патрубок 3 та потрапляє на перше внутрішнє кільце з отворами 4, що прикріплене до обертового диску. Крізь наявні на периферії цього кільця отвори суміш потрапляє на друге нерухоме кільце на кришці та переливається на друге обертове кільце 5, а потім на третє 6. При відповідній частоті обертання валу двигуна у міждисковому просторі виникають зони зі зниженим та підвищеним тиском: утворюються бульбашки пари, які періодично захлопуються, що призводить до гідравлічного удару. Це явище відоме як кавітація. Кавітація призводить до руйнування жирових кульок молока та інтенсивного перемішування продукту. Але поряд з цим поверхні, які зазнають гідравлічного удару, швидко руйнуються. Відводиться продукт під дією відцентрових сил через патрубок 7.



Рисунок 5 - Відцентровий гомогенізатор.

1-корпус; 2- кришка; 3- патрубок для виходу емульсії; 4-6- кільця з отворами; 7- патрубок для виходу емульсії; 8- обертовий диск; 9- електродвигун; 10- станина

Переваги відцентрового гомогенізатора:

- невеликі питомі витрати енергії;

- широкий діапазон продуктивностей;

- невисока маса, габаритні розміри та металомісткість;

- невибагливість до забруднення твердими частками;

- можливість його використання як насоса для перекачування молока.

Недоліки відцентрового гомогенізатора:

- невелика ступінь гомогенізації;

- швидке зношування робочих органів машини, внаслідок чого забруднюється оброблюваний продукт;

- необхідність у зміцненні поверхневого шару робочих органів спеціальною обробкою або використання спеціальних твердих сплавів, що збільшує вартість машини.

На рис. 6 представлений зубчастий гомогенізатор. Як і відцентровий гомогенізатор основними його вузлами є нерухомий диск, або корпус 1 та рухомий диск 3, що утворюють гомогенізуючу головку 2. На поверхнях рухомого та нерухомого дисків виконана зубчаста нарізка.

Продукт подається у впускний патрубок та потрапляє у гомогенізуючу головку, де її розвинена зубчаста поверхня при обертанні з великою швидкістю забезпечує перетираючий вплив на продукт.

Переваги зубчастих млинів:

- невеликі питомі витрати енергії;

- широкий діапазон продуктивностей;

- невелика металомісткість та габаритні розміри;

Недоліки зубчастих млинів:

- складність у виготовленні прецизійної зубчастої поверхні, завдяки чому підвищується її вартість;

- потреба у високій точності збирання машини;

- швидке зношення робочих поверхонь та забруднення продукту;

- високі вимоги до відсутності твердих домішок у оброблюваному продукті.

Сутність струменевого метода гомогенізації полягає в тому, що подрібнення жирових кульок здійснюється як у соплі форсунки (емульгуючому каналі) в результаті турбулентних пульсацій та завихрювань. так і при виході з нього, в результаті перепаду швидкостей, які виникають при ударі о пластину (струменева гомогенізація з нерухомим відбивачем) або при швидкому гальмуванні жирової кульки при зіткненні двох потоків емульсії (протитечійно-струменева гомогенізація).

У струменевому гомогенізаторі з нерухомим відбивачем (рис.3) потік молока 2, виходячи з форсунки 1 вдаряється о відбивач - металеву пластинку 3. При цьому відбувається руйнування жирових кульок та частково - перемішування продукту.

Одним з прикладів реалізації цього принципу є гомогенізатор з обертовим ротором і тангенціальними каналами з дроселюючими насадками на кінцях, а також кільцевим відбивачем. Молоко, проходячи по каналах ротора, розпилюється дроселюючими пристроями та з великою швидкістю вдаряється о кільцевий відбивач. При цьому жирові кульки розбиваються. В цій конструкції ротор обертається за рахунок реактивних сил струменів молока, яке під тиском подається в ротор.

Швидкість удару об відбивач цих струменів буде дорівнювати різниці між швидкістю струменя відносно насадки та коловою швидкістю форсунки. Отже енергія, що витрачається на обертання ротора, буде зменшувати коефіцієнт корисної дії машини.

Рисунок 6 - Загальний вид зубчастого гомогенізатора.

1-корпус; 2- гомогенізуюча головка 3- ротор; 4- муфта; 5- електродвигун

 

а) б)

Рисунок 7. - Схема струменевої гомогенізації:

а) протитечійно-струменевої, б) з відбивачем: 1-форсунка; 2- струмінь продукту; 3- відбивач

Основним вузлом струменево-вихрового гомогенізатора Я9-ОЖЗ є блок емульгування 5, який має шість отворів діаметром 5 мм (рис. 8). В комплект емульсора входить відцентровий насос 1, манометр 3, роздільник 4 та під'єднальний трубопровід 2. Гомогенізація продукту відбувається при зіткненні струменів молока зі стінками та завихрюванні потоків рідини.

Рисунок 8. - Загальний вид струменево-вихрового гомогенізатора

1 - насос; 2 - трубопровід; 3 - манометр; 4 - розділювач; 5 - блок емульгування

Протитечійно-струменева гомогенізація відбувається при зіткненні двох струменів молока 2, які виходять зі співвісно розташованих форсунок 1 (рис. 7, а). При зіткненні струменів, що мають однакові показники швидкості та розміри факелів, з'являється досить великий градієнт швидкостей потоку продукту, що обумовлює появу напружень зсуву, які деформують та руйнують жирову кульку. Відносна швидкість струменя, що стикається з протилежним струменем збільшується у 2 рази в порівнянні з струменевою гомогенізацією з відбивачем. В результаті при подібному механізмі руйнування при протитечійно-струменевій гомогенізації зменшуються витрати енергії. Крім того, відбувається більш якісне перемішування продукту. Ще одна перевага протитечійно-струменевої гомогенізації полягає у тому, що її легко поєднати з миттєвою стерилізацією та пастеризацією. При цьому до форсунок підводиться пара, або форсунки нагріваються за допомогою ніхромової спіралі, яка розжарюється електричним струмом. Підвищення температури продукту перед гомогенізацією значно полегшить та зробить більш ефективним сам процес гомогенізації в результаті зменшення в'язкості та поверхневого натягу молока.

У останні роки в іноземних виданнях з'явилися публікації про вплив високого тиску на харчові продукти. При цьому знешкоджується шкідлива мікрофлора продукту, а також відбуваються позитивні зміни в мікроструктурі молока. Подібні наслідки можна отримати й під невисоким тиском за допомогою циклічної обробки (чергуванням значення тиску), що також є перспективним напрямком, який можна реалізувати в протитечійно-струменевій гомогенізації.

Переваги протитечійно-струменевої гомогенізації:

- невеликі питомі витрати енергії;

- широкий діапазон продуктивностей;

- можливість створення машин з продуктивністю, яку можливо регулювати в процесі роботи;

- малі габаритні розміри та металоємкість;

- невибагливість до засмічення продукту;

- можливість поєднання гомогенізації та миттєвої стерилізації продукту в одній машині;

- досить висока ступінь гомогенізації;

- простота та надійність конструкції.

Недоліки струменевої гомогенізації:

- недостатня дослідженість процесу протитечійно-струменевої гомогенізації;

- промислова незасвоєність (особливо протитечійно-струменевих гомогенізаторів).

Вихровий гомогенізатор складається з двох співвісно розташованих циліндричних камер різних діаметрів. Продукт вводиться тангенціально в камеру з більшим діаметром, закручується та виходить з камери меншого діаметра. Швидкість обертання рідини при переході з більшого циліндра у менший зростає у згоді з законом зберігання моменту кількості руху. В центральній частині камери при кільцевому русі рідини виникає розрідження, куди спрямовується навколишній продукт. Потім знов утворюється розрідження при витіканні і т.д. В такому гомогенізаторі подрібнення жирових кульок головним чином відбувається за рахунок турбулізації рідини.

Переваги вихрового гомогенізатора:

- невеликі питомі витрати енергії;

- широкий діапазон продуктивностей;

- нечутливість до засмічення продукту;

- надійність конструкції;

- висока ступінь перемішування продукту.

Недоліки вихрового гомогенізатора:

- невелика ступінь гомогенізації;

- недостатня вивченість процесу.

Комбінування двох способів гомогенізації у одній машині (або послідовна обробка продукту у двох різних гомогенізаторах) доцільна для виправлення недоліків основного способу гомогенізації (або недоліків першої машини). Так на підприємствах, де застосовуються щілинні гомогенізатори, замість двоступінчастої обробки в цих машинах вигідно на другій стадії обробки, яка необхідна для перешкоджання злипанню часток жиру, використати дешевий відцентровий гомогенізатор. Завдяки цьому питомі витрати енергії значно зменшаться. Або поєднати конструкцію струменевої гомогенізації з відбивачем, у якій недостатня ступінь перемішування продукту, але досить висока ступінь гомогенізації з вихровою, яка навпаки має невелику ступінь гомогенізації, але добре перемішує продукт. Гідродинамічний вібратор можна використовувати для попередньої або кінцевої обробки суміші, поєднуючи його майже з будь-яким іншим гомогенізатором з метою збільшення ступеня подрібнення та перемішування, з одночасним зменшенням бактеріального забруднення.

Серед недоліків, властивих комбінованим машинам, одним з головних є збільшення їх вартості. Досить великі труднощі представляє собою процес поєднання їх у одну поточно-технологічну лінію, тому що залежність основних параметрів (тиску та продуктивності) для різних видів гомогенізаторів описується різними формулами. Крім того, для більшості з описаних вище способів гомогенізацій спектр продуктивностей промислово освоєних машин недостатньо широкий. З цієї причини виключно важко створити комбіновані гомогенізатори з регулюванням продуктивності. Зважаючи на це, ефективніше все-таки розвивати один з попередньо перелічених способів для створення нової високоефективної машини.

В результаті аналізу існуючих способів гомогенізацій можливо виділити найбільш перспективні з них. Такими є вакуумні, ультразвукові, відцентрові та струменеві (рис.5). Основним напрямком подальшого їх вдосконалення повинно бути ретельне дослідження для створення ефективних гомогенізаторів, що будуть відповідати усім сучасним вимогам.

2. Опис будови і принцип дії гомогенізатора НМ-1-1

Гомогенізатор НМ-1-1 (рис. 1), призначений для отримання тонко подрібненого однорідного продукту. Складається з електродвигуна 1, станини 2, кривошипно-шатунного механізму 3 з системами змащення 7 і охолодження, плунжерного блоку 4 з гомогенізуючої 6 і манометричної 5 головками і запобіжним клапаном.

Принцип роботи гомогенізатора полягає в нагнітанні продукту через вузьку щілину між сідлом і клапаном гомогенізуючої головки. Тиск продукту перед клапаном 20 .. .25 МПа, після клапана - близько до атмосферного. При такому різкому перепаді тиску поряд із значним збільшенням швидкості продукт подрібнюється.

Гомогенізатор являє собою трехплунжерний насос. Кожен з трьох плунжеров, здійснюючи зворотно-поступальний рух, всмоктує рідину з приймального каналу, закритого всмоктуючим клапаном, і нагнітає її через нагнітальний клапан в гомогенізуючу головку під тиском 20 ... 25 МПа.

Гомогенизирующая головка є найбільш важливою і специфічною частиною гомогенізатора. Вона являє собою сталевий корпус, в якому знаходиться циліндричний центрований клапан. Під тиском рідини клапан піднімається, утворюючи кільцеву щілину, через яку рідина проходить з великою швидкістю і потім виводиться через штуцер з гомогенізатора.

Регулюванням тиску пружини на клапан досягається оптимальний режим гомогенізації для різних продуктів.

Усередині станини шарнірно закріплена плита, положення якої регулюється гвинтами. На плиті встановлений електродвигун 1, що приводить в рух кривошипно-шатунний механізм 3 через клиноременную передачу. У корпусі 2, що представляє собою резервуар з похилим дном, розміщені кривошипно-шатунний механізм 3, система охолодження і масляний сітчастий фільтр. Система охолодження призначена для підведення холодної води до плунжера. Вона включає в себе змійовик, покладений на дні корпусу 2, перфоровану трубку над плунжерами і патрубки для підведення і відведення води. Система мастила служить для подачі масла до шийок колінчастого вала для зменшення тертя.

Гомогенізатор марки НМ-1-1 являє собою многоплунжерний насос високого тиску з гомогенізуючої головкою. Гомогенізатор складається з наступних основних вузлів: кривошипно-шатунного механізму з системою змащення й охолодження, плунжерного блоку з гомогенізуючої і манометричної головками і запобіжним клапаном, станини з приводом. Привід гомогенізатора здійснюється від електродвигуна за допомогою клинопасової передачі.

Кривошипно-шатунний механізм гомогенізатора призначений для перетворення обертального руху, переданого клинопосовою передачею від електродвигуна, в зворотно-поступальний рух плунжера, які за допомогою манжетних ущільнень входять в робочі камери плунжерного блоку і, здійснюючи всмоктуючі і нагнітальні ходи, створюють в ньому необхідний тиск гомогенізуючої рідини.

Кривошипно-шатунний механізм складається з корпусу; колінчастого вала, встановленого на двох конічних роликопідшипників; кришок підшипників; шатунів з кришками і вкладишами; повзунів, шарнірно-з'єднаних з шатунами за допомогою пальців; склянок; ущільнень; кришки корпусу і веденого шківа, консольно закріпленого на кінці колінчастого вала. Внутрішня порожнина корпусу кривошипно-шатунного механізму є олійною ванній. У задній стінці корпусу змонтовані маслопозувач і зливна пробка.

Гомогенізатор має примусову систему мастила найбільш навантажених тертьових пар, яка застосовується в поєднанні з розбризкуванням масла всередині корпусу, що збільшує тепловіддачу. Охолодження масла проводиться водопровідною водою за допомогою змійовика, охолоджувального пристрою, укладеного на дні корпусу, а плунжери охолоджуються водопровідною водою, що потрапляє на них через отвори в трубі. До складу примусової системи мастила входять сітчастий, фільтр, маслонасосів з індивідуальним приводом.

Розподільна коробка запобіжний клапан і манометр для контролю тиску в масляній системі.

До корпусу кривошипно-шатунного механізму за допомогою двох шпильок кріпиться плунжерний блок, який призначений для всмоктування продукту з прямого трубопроводу та нагнітання його під високим тиском в гомогенізуючу головку. Плунжерний блок включає в себе: блок, плунжери, манжетні ущільнення, нижні, верхні і передні кришки, гайки, всмоктувальні і нагнітальні клапани, сідла клапанів, прокладки, втулки, пружини, фланець, штуцер і фільтр, який встановлюється у всмоктуючому каналі блоку. До торцевої площині плунжерного блоку кріпиться гомогенизирующая головка, призначена для виконання двоступеневої гомогенізації продукту за рахунок проходу його під високим тиском через щілину між клапаном і сідлом клапана в кожному ступені.

Гомогенізуюча головка являє собою дві одноступінчаті голівки аналогічної конструкції, з'єднані разом і пов'язані каналом, що дозволяє продукту переходити послідовно від першого ступеня до другої. Кожна із ступенів двоступеневої гомогенізований головки складається з корпусу, клапана, сідла клапана і натискного пристрою, що включає склянку, шток, пружину і нажимной гвинт з рукояткою. Регулювання тиску гомогенізації виробляється обертанням гвинтів. При встановленні режиму гомогенізації продукту на першому місці встановлюють 3/4 необхідного тиску гомогенізації, а потім на другому ступені обертанням натискного гвинта підвищують тиск до робочого.

Гомогенизирующая головка являє собою дві одноступінчаті голівки аналогічної конструкції, з'єднані разом і пов'язані каналом, що дозволяє продукту переходити послідовно від першого ступеня до другої. Кожна із ступенів двоступеневої гомогенізований головки складається з корпусу, клапана, сідла клапана і натискного пристрою, що включає склянку, шток, пружину і нажимной гвинт з рукояткою. Регулювання тиску гомогенізації виробляється обертанням гвинтів. При встановленні режиму гомогенізації продукту на першому місці встановлюють 3/4 необхідного тиску гомогенізації, а потім на другому ступені обертанням натискного гвинта підвищують тиск до робочого. До торцевої площині плунжерного блоку з боку, протилежного кріпленню гомогенізуючої головки, кріпиться запобіжний клапан, який запобігає підвищенню тиску гомогенізації вище номінального.

Запобіжний клапан складається з гвинта, контргайки, п'яти, пружини, клапана і сідла клапана. На максимальний тиск гомогенізації запобіжний клапан налаштовується обертанням натискного гвинта, який передає зусилля натискання на клапан за допомогою пружини.

Станина являє собою зварену конструкцію з швелерів, обшитих листовий сталлю. На верхній площині станини встановлюється кривошипно-шатунний механізм. Усередині станини на двох кронштейнах шарнірно кріпиться плита, на якій встановлюється електродвигун. З іншого боку плита підтримується гвинтами, регулюючими натяг клинових ременів. Станина встановлюється на чотирьох, регульованих по висоті опорах. Бічні вікна станини закриваються знімними кришками. Верхня частина станини закрита кожухом, призначеним для огорожі механізмів від ушкоджень і додання гомогенізатори необхідної естетичної форми [6]. Технічні характеристики гомогенізатора НМ-1-1 представлені в таблиці 1.

Таблиця 1

Тип гомогенізатора	Відкритий
Подрібнююча здатність	0,8 мм в залежності від температури, тиску, типу клапана і виду продукту
Продуктивність [дмі / год]	1000 дмі /год (в залежності від тиску,в'язкості і виду продукту)
Maкс. темп. гомогенізації - макс.	80 ° C
Maкс. темп. мийки та стерилізації	120 ° C, не довше ніж 5 хвилин
Кількість гомогенізований головок	1
Робочий тиск	від 4 до 20 MПа в залежності від потреби
Пробний тиск	25 MПа
Потужність двигуна	7,5 кВт
Напруга харчування	AC 3'400В 50Гц
Мастило	Розбризкуванням
Обсяг масляного бака	10 л
Охолодження	Колодязна або крижана вода
Довжина	780 мм
Ширина	660 мм
Висота	1150 мм
Вага	500 кг (нетто)

3 .Монтаж, ремонт та експлуатація обладнання гомогенізатора

НМ-1-1

3.1 Підготовка та виконання монтажних робіт

Підготовка монтажних робіт - це комплекс підготовчих, організаційних і технічних заходів, спрямованих на підвищення індустріалізації, підвищення якості та зниження вартості монтажних робіт, а також скорочення їх термінів виконання.

З метою забезпечення виконання в термін всього комплексу робіт складають мережевий графік, узгоджений із суміжними монтажними організаціями.

Мережевий графік виконання монтажних робіт, є схему, на якій наочно, в певній технологічній послідовності і взаємозв'язку показані всі події роботи та залежності.

Власне монтажні роботи включають прокладку трубних і електричних проводок за встановленими несучих конструкцій, встановлення щитів і пультів, приладів і засобів автоматизації, підключення трубних і електричних проводок до приладів.

Ці роботи виконують в виробничих приміщеннях по закінченню будівельних і основних оздоблювальних робіт одночасно з роботами інших спеціалізованих монтажних організацій по суміщеному графіку. При цьому вони проводяться в такому порядку:

- Монтаж з'єднувальних поводок;

- Монтаж щитів і пультів в диспетчерських;

- Монтаж місцевих щитів та приладів.

До монтажу з'єднувальних ліній (проводок) приступають після монтажу технологічного устаткування. Монтаж щитів і пультів в щитових приміщеннях починають після всіх будівельних і оздоблювальних робіт, виконання отворів, каналів та установки всіх закладних частин.

Місцеві прилади монтують після установки всіх добірних пристроїв, що регулюють і запірних органів.

3.2 Організація ремонтних робіт

Своєчасний і якісний ремонт приладів і засобів дозволяє збільшити термін служби приладів і забезпечити їх відповідність технічним вимогам. Необхідність ремонту приладів викликається постеленний зміною їх характеристик в процесі експлуатації. На зміну характеристик приладів впливає знос і зміну форми поверхонь, що труться, поступове забруднення вузлів кінематики в місцях зчленування, а також процес природного старіння.

Процес зносу і старіння елементів багато в чому залежить від умов і характеру експлуатації. Підвищена вологість і запиленість, наявність вібрацій і ударів, різкі коливання температури навколишнього середовища та інші зовнішні впливи в місцях установки приладів значно прискорюють цей процес. До виходу приладу з ладу і передчасного ремонту призводить також недбале поводження з приладом, викликане порушенням експлуатаційної інструкції, його перевантаження і неправильне включення.

Залежно від обсягу пошкоджень і причин, що викликали їх, розрізняють наступні основні види ремонту:

1 - технічний нагляд - це роботи, пов'язані з усуненням недоліків і пошкоджень приладів, що виникають в процесі поточної експлуатації: фарбування, заміна захисних стекол і ін.

2 - поточний (малий) ремонт - ремонт незначних вузлів приладу з виправленням пошкоджених деталей, заміною їх запасними деталями і виготовленням простих механічних деталей, які не потребують регулювання інших вузлів приладу. При поточному ремонті як правило устаткування не демонтують.

3 - середній ремонт включає демонтаж, поузловую розбирання приладу, чистку деталей і вузлів, заміну зношених деталей. Закінчується ремонт повної регулюванням.

4 - капітальний ремонт - це повна повузлова і подетальная розбирання приладу з подальшою його перебиранням, чищенням, підгонкою деталей і вузлів, поузловой і поной регулюванням.

3.3 Техніка безпеки

Вимоги безпеки праці передбачають таке технічний стан обладнання, при якому виключено вплив на обслуговуючий персонал небезпечних і шкідливих виробничих факторів, що призводять до травми або зниження працездатності.

Перед включенням обладнання необхідно переконається в працездатності блокувань, що забезпечує припинення робочого процесу при зніманні або відкриванні огороджень, пристроїв, що виключають випадкове зняття або відкривання знімних, відкидних і розсувних огороджень робочих органів, а також відкриваються кришок і щитків.

Слід перевірити елементи захисту від ураження електричним струмом, виключивши випадки помилкових дій обслуговуючого персоналу. Струмопровідні частини обладнання, які є джерелами небезпеки, повинні бути надійно ізольовані або огороджені. Металеві частини обладнання, які можуть внаслідок пошкодження ізоляції опинитися під електричною напругою, повинні бути заземлені.

Обслуговуючий персонал повинен добре вивчити конструкцію даної машини, її принцип роботи, правила пуску і зупинки приводу перед початком роботи на даному обладнанні.

Обслуговуючому персоналу заборонено:

1) працювати на несправному обладнанні і при знятих огородженнях;

2) залишати робоче місце без нагляду;

3) захаращувати проходи і підлогу на робочому місці;

4) працювати без Санодежду або в непридатною Санодежду;

5) чистити і змащувати устаткування на ходу.

4. Ремонт технічного обладнання

Більшість машин, механізмів і агрегатів в м'ясній промисловості працюють в складних експлуатаційних умовах (висока вологість ,агресивне середовище ). Зниження їх працездатності свідчить про несправності та необхідність ремонту.

Комплекс організаційних та технічних заходів з нагляду , догляду та всіма видами ремонту ,які проводять по раніше розробленому плану , з метою забезпечення безперебійної робот обладнання об'єднуються системою планово-попереджувального ремонту (ППР).

Використання системі ППР попереджає прогресуючий знос обладнання, забезпечує підтримку його в працездатному стані, створює необхідні умови для його ефективного використання.

Система ППР передбачає проведення профілактичних оглядів і планових ремонтів відпрацювання кожною машиною (агрегатом) заданої кількості годин. В період між оглядами і ремонтами обладнання підтримується в робочому стані шляхом проведення заходів по технічному догляду.

Планово-попереджувальний ремонт основного технічного обладнання передбачає виконання наступних робіт по технічному огляду в ремонті :

- міжремонтне обслуговування ;

- профілактичний огляд ;

- поточний ремонт ;

- середній ремонт ;

- капітальний ремонт .

Міжремонтне обслуговування - це ланка ППР , метою якої є запобігання випадкових помилок деталей машин ,їх передчасного зносу та забезпечення нормальних умов роботи машини.

Профілактичний огляд (О) - захід ,маючий за мету забезпечення безперебійності машини ( агрегату ) від одного планового ремонту до наступного.

Поточний ремонт(П) - вид планового ремонту ,має за мету забезпечити нормальну експлуатацію агрегату до чергового ремонту шляхом заміни чи відновлення зношених деталей і регулювання механізмів.

Середній ремонт (С) - вид планового ремонту ,при якому частково розбирають машину ,виконують капітальний ремонт окремих вузлів ,заміну та випробовування під навантаженням.

Капітальний ремонт (К) - вид планового ремонту ,який включає повне розбирання машини , заміну всіх зношених деталей та вузлів , ремонт базових і корпусних деталей та вузлів , збирання , регулювання і випробовування машини під навантаженням.

Міжремонтний період - відрізок часу між двома черговими або плановими ремонтами.

Міжоглядовий період - відрізок часу між двома черговими оглядами або між черговим оглядом і черговим ремонтом .

Структура ремонтного циклу - перелік і послідовність чередування проведення в певній послідовності ремонтів і оглядів в ремонтному циклі.

Ремонтним циклом називається - період роботи машини (агрегату ) між двома капітальними ремонтами для обладнання , що знаходиться в експлуатації та період роботи від початку її введення в експлуатацію до першого капітального ремонту ,якщо це нове обладнання.

Розрахунок

ГОСТ, ТУ, марка , тип , характеристика - Гомогенізатор НМ-1-1 ;

Категорія ремонтної складності - 1,5 ;

Норми часу на ремонтні роботи,люд/год. - К=52,5 ; С=26,1 ; П=6,6 ;

Структура ремонтного циклу

К-О-О-О-О-О-П-О-О-О-О-О-С-О-О-О-О-О-П-О-О-О-О-О-К

Період між відповідними видами ремонту в місяцях

К= 24 ; С=12 ; П=6 ; О=1.

Тривалість в місцях міжремонтних періодів :

- ремонтний цикл, міс ;

С - числа середніх ремонтів в ремонтному циклі ;

П - число поточних ремонтів в ремонтному циклі.

Тривалість (в місяцях) між оглядових періодів :

- число о глядів в між перервному періоді ;

- число оглядів в ремонтному циклі.

Тривалість ремонтного циклу в роках:

- тривалість ремонтного циклу ,місяців ;

- кількість місяців роботи обладнання роботи в рік (1,2,20,1)

Середньорічна кількість технічних оглядів (обслуговувань обладнання):

- кількість оглядів у всьому ремонтному циклі .

Трудоємкість ремонтного циклу машини :

Розрахунок необхідної кількості чергових слюсарів для міжремонтного обслуговування по цехам і видам обладнання :

число явочних робітників , необхідне для забезпечення міжремонтного обслуговування в зміну;

- сума ремонтних одиниць обслуговуючого обладнання ;

- норма міжремонтного обслуговування в умовах ремонтних одиницях на одного робітника в зміну.

Розрахунок потрібної кількості робітників для виконання планових ремонтів і оглядів виконують на підставі річного плану ремонту обладнання за формулою :

- необхідна середньорічна кількість явочних робітників ;

- норми трудоємкості на одну ремонтну одиницю для капітального,середнього, поточного ремонту і огляду в люд.год.;

- загальна річна кількість ремонтних одиниць при капітальних,середніх , поточних ремонтах і оглядах ;

- коефіцієнт виконання норм часу , досягнутий у попередньому році (не вище 1 ) ;

Ф- ефективний річний фонд часу робітника в годинах.

Простій обладнання при ремонті обчислюється з моменту зупинки на ремонт до моменту приймання його з ремонту по акту. Тривалість ремонту обладнання в змінах визначається по формулі :

- норма трудомісткості на ремонт однієї умовної одиниці ремонтної складності в люд.год;

- категорія ремонтної складності даного агрегату ;

В - кількість ремонтних робітників ,працюючих в одну зміну ;

- тривалість зміни в годинах ;

С - змінність роботи на ремонті даного обладнання ;

- коефіцієнт виконання норм часу ( не вище 1 )

Тривалість простою обладнання:

- норма простою обладнання в ремонті на одну ремонтну одиницю.

Витрати робіт

На огляд 0,85*1,5=1,275 год. ;

На поточний ремонт 6,1*1,5=9,15 год. ;

На середній ремонт 23,5*1,5=32,25 год. ;

На капітальний ремонт 35*1,5=52,5 год. ;

Витрати робіт на рік

На огляд 12,75 год. ;

На поточний ремонт 9,15 год. ;

На середній ремонт 35,25 год. ;

Разом 57,15 год.

Трудоємкість слюсарних і станочних робіт при оглядах (О)

нормо.год.;

При поточному ремонті (П)

нормо.год.;

При середньому ремонті (С)

нормо.год.;

При капітальному ремонті (К)

нормо.год;

нормо.год.;

Витрати робіт на проведення слюсарних, станочних та інших робіт :

гомогенізатор молоко дроблення жировий

 - трудоємкість слюсарних ,станочних та інших робіт ;

- категорія ремонтної складності ;

- трудоємкість кожного виду робіт ремонтної одиниці ,нормо.год ;

- кількість однотипних робіт (огляд , ремонти ) в ремонтному циклі за рік .

Потрібна кількість робітників по професіям :

- кількість ремонтних робітників (слюсарних ,станочних )

- загальні витрати робіт на ремонтні і профілактичні роботи по професіям ;

Ф - фонд робочого часу.

Список використаної літератури

1. І.Г. Бабанов, О.М. Гавва, О.І. Бабанова , О.М. Чепелюк, С.Д. Беседа «Монтаж, експлуатація ,діагностика та ремонт обладнання м'ясопереробних підприємств» 2015 р.

2. А.І. Пелеев, Н.Е. Федоров «Обладнання для забою скота, птиці, виробництва ковбасних виробів та птицепродуктів»

3. С.В. Харламов «Практикум по розрахунку та конструюванню машин та апаратів харчових виробництв»

4. Обладнання підприємств переробної та харчової промисловості/І.С.Гулий, М.М.Пушанко, Л.О.Орлов та ін..

Размещено на Allbest.ru

...